Question

【题目】如图所示，一粗细均匀的细长玻璃管，上端开口、下端封闭，上部分有高h1=50cm的水银柱，水银面恰好与管口平齐，中间部分封有长l =8.0cm的理想气体,下部分有高h2=70cm的水银柱。现使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢转动到开口向下的位置。已知大气压强p0=76cmHg，转动过程中无漏气现象。

①玻璃管转动到开口向下位置时，会有一部分水银流出，求出剩余水银柱的长度。

②求玻璃管转动到开口向下的位置时，气体柱的长度。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

玻璃管开口向上时，空气柱的压强为

玻璃管开口向下时，原来上部的水银部分会流出，封闭端会有部分真空。此时空气住的压强为：

设玻璃管的横截面积为，此时的空气柱的长度为，由玻意耳定律可得：

代入数据可得：，即气体柱的长度为。

剩余水银柱的长度为：。