Question

20．如图所示，两端开口的弯折的玻璃管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱，两段空气封闭在三段水银柱之间，若左、右两管内水银柱长度分别为h₁、h₂，且h₁＜h₂，水银柱均静止，则中间管内水银柱的长度为h₁+h₂；若将中间管在水银柱中点A处打破，则左管内水银柱移动方向为向下（填“向上”、“向下”或“不动”）．

Answer 1

分析 分别求出左边空气的压强，右边空气的压强，然后求出三段水银柱高度间的关系；根据打破玻璃管后左边气体压强的变化判断水银柱的移动方向．

解答 解：设大气压强为P₀，左边空气的压强：P_左=P₀-h₁，
右边空气的压强：P_右=P₀+h₂=P_左+h，解得：h=h₁+h₂；
已知：h₁＜h₂，则：h=h₁+h₂＞2h₁，
若将中间管在水银柱中点A处打破，左管内气体的压强：
P_左′=P₀-$\frac{h}{2}$＜P₀-h₁=P_左，左边气体压强减小，
气体温度保持不变，气体发生等温变化，
由玻意耳定律：pV=C可知，p减小时气体体积V增大，
左管内水银柱向下移动；
故答案为：h₁+h₂；向下．

点评 本题考查了求水银柱长度间的关系，分别求出两段气体的压强，根据两段气体压强的关系即可求出三段水银柱间的关系；分析清楚题意、应用玻意耳定律可以解题．