Question

【題目】如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長ll=25.0cm的空氣柱，中間有一段長為l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3=40.0cm．已知大氣壓強為P0=75.0cmHg．現將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下部空氣柱長度變為l'1=20.0cm．假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離．

Answer 1

【答案】15.0 cm

【解析】試題分析：研究玻璃管上、下兩端封閉氣體的初態和末態的狀態參量，根據大氣壓強和水銀柱長可求出封閉氣體的壓強，結合玻意耳定律求解。以cmHg為壓強單位。在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為：

①

設活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p1′，由玻意耳定律得：

②

活塞下推距離為x時玻璃管上部空氣柱的長度為：

③

設此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p2′，則：

④

由玻意耳定律得：

⑤

由①至⑤式及題給數據解得：

＝15.0cm ⑥