Question

在如圖所示的托里拆利實(shí)驗(yàn)中。 
 (1) 玻璃管的粗細(xì)或彎曲程度是否會(huì)影響管內(nèi)外水銀面的高度差？為什么？
(2)玻璃管豎直倒插入水銀槽中后，松開手指，管內(nèi)水銀面開始下降，當(dāng)降低到管內(nèi)外水銀面高度差為某一數(shù)值(如76 cm)時(shí)不再下降，這是為什么？
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果玻璃管傾斜一些，管內(nèi)外水銀面高度差是否變化？為什么？
(4)若實(shí)驗(yàn)時(shí)不慎將少量空氣混進(jìn)管里，管內(nèi)外水銀面高度差是否變化？為什么？
(5)為什么用水銀而不用水來做實(shí)驗(yàn)？

Answer 1

(1)不會(huì)影響，因?yàn)楣芡馑�銀面上的大氣壓沒變。 
(2)因?yàn)樵瓉砉芾锍錆M水銀，沒有空氣，倒過來  管內(nèi)的上方是真空，沒有大氣壓作用在水銀面 上，而管外的水銀面上要受大氣壓的作用，作用在管外水銀面上的大氣壓就支持著管里的水銀柱，這時(shí)管里水銀柱的壓強(qiáng)等于外界大氣壓。
(3)高度差不變。玻璃管傾斜時(shí)，管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度增加，管外水銀面上的大氣壓沒變，大氣壓支持著管里的水銀柱的豎直高度沒變，即管內(nèi)外水銀面的高度差不變。
(4)混有少量空氣時(shí)，高度差變小。因?yàn)檫@時(shí)雖然管外水銀面上的大氣壓沒變，但管內(nèi)上方有少量空氣產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)p_氣，加上管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)p_水銀才等于管外水銀面上的大氣壓p₀，即p_氣+ p_水銀＝P₀。
(5)因?yàn)樗�的密度與水銀的密度之比為1：13.6，大氣壓支持水柱的高度為水銀柱高度的13.6倍，大約為10 m，這樣長(zhǎng)的玻璃管在教室中無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不符合實(shí)際，也不科學(xué)。