Question

如图为托里拆利实验装置，管横截面积为1cm²，大气压强为75cm汞柱，如果从管口送入一个在大气压强下体积为0.2cm³气泡，那么，
（1）气泡升到图中A点时体积变为多大？（忽略气泡上升过程中引起的水银柱高度的变化）
（2）气泡升到真空部分时管内外水银面的高度差多大？

Answer 1

（1）设气泡在大气压强下为状态1，上升到A点时为状态2．
则：p₂=（75-45）cmHg              
P₁?V₁=P₂?V₂                   
75×0.2=30×V₂                  
V₂=0.5cm³                        
（2）设气泡上升到管顶时，管内外水银面的高度差为h_x，此时气体的状态为3．
P₃=（75-h_x）cmHg                  
V₃=（89-h_x）cmHg                  
P₁?V₁=P₃?V₃
75×0.2=（75-h_x）（89-h_x）?S       
h_x1=74cm                           
h_x2=90cm  （舍去）    
答：（1）气泡升到图中A点时体积 0.5cm³； （2）气泡升到真空部分时管内外水银面的高度差74cm．