Question

在如圖所示的托里拆利實驗中。 
 (1) 玻璃管的粗細或彎曲程度是否會影響管內(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，當降低到管內(nèi)外水銀面高度差為某一數(shù)值(如76 cm)時不再下降，這是為什么？
(3)實驗時，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)若實驗時不慎將少量空氣混進管里，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驗？

Answer 1

(1)不會影響，因為管外水銀面上的大氣壓沒變。 
(2)因為原來管里充滿水銀，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，這時管里水銀柱的壓強等于外界大氣壓。
(3)高度差不變。玻璃管傾斜時，管內(nèi)水銀柱的長度增加，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，高度差變小。因為這時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p_氣，加上管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強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)因為水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，這樣長的玻璃管在教室中無法進行實驗，不符合實際，也不科學。