Question

（9分）如圖所示，兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細不同，粗管橫截面積是細管的2倍．管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口距離均為12 cm，大氣壓強為p₀＝75 cmHg.現將粗管管口封閉，然后將細管管口用一活塞封閉并將活塞緩慢推入管中，直至兩管中水銀面高度差達6 cm為止，求活塞下移的距離（假設環境溫度不變）．

Answer 1

6.625 cm.

試題分析：設粗管中氣體為氣體1.細管中氣體為氣體2.
對粗管中氣體1：有p₀L₁＝p₁L₁′  ^-
右側液面上升h₁，左側液面下降h₂，有S₁h₁＝S₂h₂，h₁＋h₂＝6 cm，
得h₁＝2 cm，h₂＝4 cm      L₁′＝L₁－h₁
解得：p₁＝90 cmHg   
對細管中氣體2：有p₀L₁＝p₂L₂′    p₂＝p₁＋Δh
解得：L₂′＝9.375 cm     因為h＝L₁＋h₂－L₂′    解得：h＝6.625 cm.