Question

如图所示，长为80cm的竖直玻璃管，下端封闭，内有一段h=4cm的水银柱，水银柱的下面封闭着长L₁=60cm的空气柱，空气柱温度为27℃，大气压强为76cmHg．求：
（1）此时空气柱压强；
（2）再向管内缓缓注入20cm长水银，空气柱L₂有多长？

Answer 1

分析：以水银柱为研究对象，可以求出被封闭气体的压强，然后根据气体作等温变化即可求出后来被封闭气体的体积．

解答：解：（1）以水银柱为研究对象，根据平衡状态得：
P₁=P₀+P_h=（76+4）cmHg=80cmHg
（2）设试管横截面积为S，根据气体做等温变化可有：
P₁=80cmHg、V₁=60S
P₂=（76+24）cmHg=100cmHg  V₂=L₂S
P₁V₁=P₂V₂
∴L2=

P1

P2

L1=

80×60

100

cm=48cm
答：（1）此时空气柱压强是80cmHg；
（2）再向管内缓缓注入20cm长水银，空气柱L₂有48cm．

点评：本题比较简单，关键是求出两种状态下被封闭气体的压强即可正确解答，解答这类问题注意以水银柱为研究对象，根据平衡状态求解．