Question

粗细均匀的光滑长直玻璃管，上端封闭，下端开口，开口端竖直插入水银槽中，管中有三段水银柱，如图所示，

粗细均匀的光滑长直玻璃管，上端封闭，下端开口，开口端竖直插入水银槽中，管中有三段水银柱，如图所示，上两段水银柱长度分别为L 1 、L 2 ，下段水银柱与槽中水银相通，高度差为L 3 ，在A、B两空间均有理想气体，系统各部分均平衡．如B中气体透过中间一段水银柱与A中气体混合，再达到稳定后，则正确说法为（　　） A．如管顶部分为真空，水银柱L 1 将上升 B．如管顶部分为真空，三段水银柱总长度减小 C．如管顶部分有空气，水银柱L 1 将上升 D．如管顶部分有空气，三段水银柱总长度将减小

Answer 1

A、B如管顶部分为真空，则大气压P 0 =L 1 +L 2 +L 3 ．此时P A =L 1 ＜P B =L 1 +L 2 ．若AB混合，因为L 1 上端是真空，混合后压强P AB =L 1 +L 2 =P B ，故知水银柱L 2 不动．温度不变时，A的体积必然减小，B的体积不变，故混合后总体积小于原来体积之和，所以水银柱L 1 将下降．因大气压不变，由P 0 =L 1 +L 2 +L 3 ，知三段水银柱总长度将不变．故A、B错误． C、如管顶部分有空气C，则有P C ＜P A =P C +L 1 ＜P B =P C +L 1 +L 2 ．混合后气体的压强大于P A ，使C的压强增大，体积减小，故L 1 上升．故C正确． D、气体被压缩，体积减小，压强增大，混合气体与外界的压强差小于L 2 +L 3 ，托起的水银柱相应变短，即有水银流出细管．这也促使B的体积增大．故而水银柱总长度减小，D正确． 故选CD