Question

17．如圖所示，將一只試管裝滿(mǎn)水銀后，倒插在水銀槽中，管頂高出水銀面20cm，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，管外水銀面上受到的大氣壓強(qiáng)是多少？管內(nèi)頂端的壓強(qiáng)是多少？若在試管頂部開(kāi)一個(gè)小孔，將看到什么現(xiàn)象的現(xiàn)象．（g取10N/kg，水銀的密度為13.6×10³kg/m³）

Answer 1

分析 知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值，是解決管外水銀面受到的大氣壓是多少的關(guān)鍵．之所以能支持20厘米高的水銀柱，是因?yàn)橥饨绱嬖诘拇髿鈮旱淖饔�，玻璃管�?nèi)部沒(méi)有大氣壓．當(dāng)開(kāi)一個(gè)小孔后內(nèi)外氣壓差不再存在，所以可以確定水銀的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．

解答 解：由題意知，當(dāng)時(shí)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，而1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mm汞柱=1.01×10⁵Pa．
外界大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即：76cmHg；
管內(nèi)水銀對(duì)管頂?shù)膲簭?qiáng)為76cmHg-20cmHg=56cmHg．
p=ρgh=13.6×10³kg/m³×10N/kg×0.56m=7.616×10⁴Pa；
管內(nèi)的水銀面比管外高20cm的是因?yàn)楣芡獗裙軆?nèi)多了大氣壓的原因．當(dāng)上端開(kāi)了一個(gè)小孔后，管內(nèi)外大氣壓強(qiáng)相互抵消，水銀柱在重力的作用下會(huì)流回水銀槽內(nèi)．
答：管外水銀面上受到的大氣壓強(qiáng)是1.01×10⁵Pa．
管內(nèi)頂端的壓強(qiáng)是7.616×10⁴Pa；
當(dāng)上端開(kāi)了一個(gè)小孔后，管內(nèi)外大氣壓強(qiáng)相互抵消，水銀柱在重力的作用下會(huì)流回水銀槽內(nèi)．

點(diǎn)評(píng) 考查大氣壓的測(cè)量與計(jì)算，記住標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值以及大氣壓的單位，計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一．明確管內(nèi)出現(xiàn)20厘米高的水銀柱的原因是解決此題的關(guān)鍵．