Question

一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银，左侧封有一定质量的空气，如图所示，已知，空气柱长是40cm，两侧水银面高度差56cm，若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开，断开处上方水银能否流出？这时左侧上方封闭气柱将变为多高？（设大气压强为1.013×10⁵Pa）

Answer 1

分析：断开处的液体压强与大气压强相比较，若大于大气压强则会流出，否则不会流出；

解答：解：设h=56cm，则封闭气体压强为：
P_x=P₀-ρgh
k点处突然断开，断开处外界压强等于大气压，管内液体的压强小于大气压，故液体不会流出，
设k点处突然断开后，左侧上方封闭气柱为l，则对于封闭气体由玻意耳定律得：
（76-56）
ρgl₁S=（76-26）ρglS
解得：l=0.4l₁=16cm
答：断开处上方水银不能流出，这时左侧上方封闭气柱将变为16cm

点评：此题要分析出k点处突然断开，断开处压强等于大气压强，对于封闭气体按等温变化处理，此外知道水银柱产生的压强P=ρgh计算，1.013×10⁵P_a约等于76cm水银柱产生的压强