Question

如圖所示為內徑均勻的U形管，其內部盛有水銀，封閉端內的空氣柱長l=12cm，兩側水銀面的高度差為h=2cm．已知大氣壓強為p₀=75cmHg．現從開口端緩緩的加入水銀，直到兩側水銀面處在同一高度．則
（1）此時封閉端內的空氣柱長為多少？
（2）從開口端加入的水銀總共有多長？

Answer 1

（1）初態：p₀=75cmHg，h=2cm，l=12cm
末態：p=p₀=75cmHg，l?
由玻意耳定律由：p₁V₁=p₂V₂
（p₀-ρgh）lS=p₀l?S
代入數據：（75-2）×12×S=75×l?×S
解得：l?=11.68cm
（2）封閉端增加的水銀長l-l?
開口端增加的水銀長h+l-l?
所以，加入的水銀總長為：
h?=h+2（l-l?）=2+2（12-11.68）cm=2.64cm
答：（1）此時封閉端內的空氣柱長為11.68cm
（2）從開口端加入的水銀總共有2.64cm