Question

16．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，右端开口，左端封闭，管内用水银将一部分空气封闭在管中，开口朝上竖直放置时，被封闭的空气柱长24cm，两边水银高度差为15cm，若大气压强为75cmHg，问再向开口端倒入长为46cm的水银柱时，封闭端空气柱长度将是16cm．

Answer 1

分析 气体发生等温变化，根据题意求出封闭气体的状态参量，然后应用玻意耳定律求出空气柱的长度．

解答 解：封闭气体的状态参量：p₁=p₀-h=75-15=60cmHg，V₁=24S，
设注入46cm水银后，空气柱的长度为L，此时水银面的高度差：
h=46-15-2（24-L）=（2L-17）cm，气体体积：V₂=LS，
气体压强：p₂=p₀+h=（58+2L）cmHg，
由玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂，
即：60×24S=（58+2L）×LS，
解得：L=16cm；
故答案为：16cm．

点评 本题考查了求空气柱的长度，分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量，应用玻意耳定律可以解题；本题的难点是求出注入水银后两管内水银面的高度差，这也是易错点．