Question

10．托里拆利测量大气压强值实验如图所示，（水银的密度是13.6×10³kg/m³，g=10N/kg）：
（1）若在管的A处扎一个孔，此时是否有水银从A处流出，为什么？
（2）假设玻璃管顶部有个阀门，打开阀门用细管缓慢地往管内输送气体，管内水银柱高度怎样变化？当管内水银面与水银槽液面相平时，管内气压多大？

Answer 1

分析 托里拆利实验测量大气压的原理是：在玻璃管中取一液面（这一液面与水银槽中的液面相齐平），则有大气向上的压力等于玻璃管中水银向下的压力，即P₀S=ρ_水银ghS，即大气压强等于玻璃管中水银柱产生的压强．根据p=ρ_水银gh求得当管内水银面与水银槽液面相平时，管内气压多大．

解答 解：（1）没有水银从A处流出．
A处上方水银柱产生的压强小于750mmHg，而外界大气压较大，故A处上方的水银柱在大气压作用下会上升到顶部．而A处下方的水银由于受到向下的大气压，在重力作用下下降到与水银槽中液面相平．
并没有水银从A处流出．
（2）假设玻璃管顶部有个阀门，打开阀门用细管缓慢地往管内输送气体，则玻璃管中与水银槽液面齐平的液面上下的压强不再平衡，向下压强等于大气压强加上水银柱产生的压强，所以水银柱向下运动，即水银柱高度减小，
当管内水银面与水银槽液面相平时，管内气压p=ρ_水银gh=13.6×10³kg/m³×10N/kg×0.75m=102000Pa．
答：（1）没有水银从A处流出；
处上方水银柱产生的压强小于750mmHg，而外界大气压较大，故A处上方的水银柱在大气压作用下会上升到顶部．而A处下方的水银由于受到向下的大气压，在重力作用下下降到与水银槽中液面相平．
并没有水银从A处流出．
（2）打开阀门用细管缓慢地往管内输送气体，管内水银柱高度减小；当管内水银面与水银槽液面相平时，管内气压为102000Pa．

点评 此题考查学生对大气压的测量方法的理解和掌握，搞懂实验原理是解决此类问题的关键．