Question

如图所示，足够长的粗细均匀的直玻璃管开口向上，下端被水银柱封闭了一段空气柱．已知管中水银柱高h，大气压强为p₀，设温度不变，与静止时相比，当水银柱和玻璃管一起保持竖直状态开始做自由落体运动时，水银柱相对于玻璃管如何运动？

Answer 1

向上运动

根据题意，系统静止时，根据管内水银柱的平衡，得到管内气体的压强为p₁＝p₀+ρgh；当水银柱和玻璃管做自由落体运动时，处于完全失重状态（对水银柱有），此时气体的压强为p₂＝p₀< p₁。由于气体的温度不变，压强变小，所以体积变大，水银柱相对于玻璃管向上运动。