Question

如图所示，是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=19.0cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里．

如图所示，是一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，用一段h=19.0cm的水银柱将一部分空气封闭在细玻璃管里．当玻璃管开口向上竖直放置时（见图甲），管内空气柱长L1=15.0cm，当时的大气压强为p0=76cm Hg，．那么，当玻璃管开口向下竖直放置时（见图乙），管内空气柱的长度该是多少？

Answer 1

设细玻璃管横截面积为S，设变化后空气柱的长度为L₂，
变化前空气的体积V₁=L₁S=15S，
压强：p₁=p₀+ph=（76+19）cmHg=95cmHg
变化后空气的体积：V₂=L₂S，
压强：p₂=p₀-ph=（76-19）cmHg=57cmHg
由玻意耳定律得：p₁V₁=p₂V₂，即：95×15S=57×L₂S，
解得：L₂=25cm．
答：管内空气柱的长度是25cm．