Question

20．如圖所示，兩端開口的彎折的玻璃管豎直放置，三段豎直管內(nèi)各有一段水銀柱，兩段空氣封閉在三段水銀柱之間，若左、右兩管內(nèi)水銀柱長度分別為h₁、h₂，且h₁＜h₂，水銀柱均靜止，則中間管內(nèi)水銀柱的長度為h₁+h₂；若將中間管在水銀柱中點(diǎn)A處打破，則左管內(nèi)水銀柱移動(dòng)方向?yàn)橄蛳拢ㄌ睢跋蛏稀�、“向下”或“不�?dòng)”）．

Answer 1

分析 分別求出左邊空氣的壓強(qiáng)，右邊空氣的壓強(qiáng)，然后求出三段水銀柱高度間的關(guān)系；根據(jù)打破玻璃管后左邊氣體壓強(qiáng)的變化判斷水銀柱的移動(dòng)方向．

解答 解：設(shè)大氣壓強(qiáng)為P₀，左邊空氣的壓強(qiáng)：P_左=P₀-h₁，
右邊空氣的壓強(qiáng)：P_右=P₀+h₂=P_左+h，解得：h=h₁+h₂；
已知：h₁＜h₂，則：h=h₁+h₂＞2h₁，
若將中間管在水銀柱中點(diǎn)A處打破，左管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)：
P_左′=P₀-$\frac{h}{2}$＜P₀-h₁=P_左，左邊氣體壓強(qiáng)減小，
氣體溫度保持不變，氣體發(fā)生等溫變化，
由玻意耳定律：pV=C可知，p減小時(shí)氣體體積V增大，
左管內(nèi)水銀柱向下移動(dòng)；
故答案為：h₁+h₂；向下．

點(diǎn)評 本題考查了求水銀柱長度間的關(guān)系，分別求出兩段氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)兩段氣體壓強(qiáng)的關(guān)系即可求出三段水銀柱間的關(guān)系；分析清楚題意、應(yīng)用玻意耳定律可以解題．