Question

高中物理必修3-3问题

将长1m,一端封闭,内径均匀的玻璃管开口向下插入水银槽内25cm深，当时大气压为75cmHg，则进入管内的水银柱高为多少 ？
请详细分析一下 这类题目我感觉很迷惘 完全不知道要如何入手解决

Answer 1

这一类试题是要找到一个受力平衡的面，这样才可以列方程解决问题
一般来说都会选择与玻璃管中的气体接触的水银柱的面为这个平衡面
因为这个面两边的压强都容易表示，一面是内部封闭的气体造成的P
另一面的压强来自大气压和水银液面差
对于本体来说就是P=P0+[25-(100-L)]cmHg `````(1)
(其中L为现在空气柱的长度）
考虑到玻璃管内的气体质量是不变的，也就是被压缩的，那么必然满足PV=定值
所以P*L=P0*100`````````````(2)
由(1)(2)可得：L=50√3cm

追问

水银液面差有没有可能为0呢？？ 还有就是在管内升起的水银柱不用再加上它们的重力吗？？ 还有就是您说的另一面的压强来自大气压 但是为什么还会跟水银液面差有关系呢

追答

可能为零，这样管内的压强就等于大气压了
考虑到所取液面的两边的压强必须要等才能平衡，那么两边的压强必须相等
另一侧的压强与大气压有关，但也与水银柱的液面和外面的液面的高度差有关
如果水银柱的液面高于外面的液面的时候，管内的气压等于大气压与所高处液面的水银柱的压强之差