同学做托里拆利实验时,测得大气压强为75cmHg柱,而此时教室里的标准气压计的读数为76cmHg柱,当教室里大气压增加时,标准气压计读数为76.5cmHg时,托里拆利管内外水银面高度差h为(设温度不变)( )
A.h=76cm
B.h=75.5cm
C.75cm<h<75.5cm
D.75.5cm<h<76cm
【答案】分析:先假设水银柱上升0.5cm,根据玻意耳定律分析;再假设体积不变,根据波义耳定律判断;然后综合考虑.
解答:解:同学做托里拆利实验时管内留有少量的空气,初始状态的压强为:P1=76cmHg-75cmHg=1cmHg;
大气压增加到76.5cmHg时,先假设水银柱上升0.5cm,则体积减小,根据玻意耳定律PV=C,封闭气体压强变大,水银柱要下降;
大气压增加到76.5cmHg时,再假设水银柱不动,则封闭气体压强增加到1.5cmHg,根据根据玻意耳定律PV=C,体积要缩小,故水银柱会上升;
故实际情况是水银柱会上升,但上升幅度一定小于0.5cm,故水银柱的高度:75cm<h<75.5cm;
故选C.
点评:本题关键是抓住两个临界状态,即上移0.5cm和不移动,最终是一种折中的状态;如果气体初始长度已知,可以根据玻意耳定律求解出压缩后的具体长度.