Question

17．如圖所示，將一只試管裝滿水銀后，倒插在水銀槽中，管頂高出水銀面20cm，在標準大氣壓下，管外水銀面上受到的大氣壓強是多少？管內(nèi)頂端的壓強是多少？若在試管頂部開一個小孔，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 知道標準大氣壓的值，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，是因為外界存在的大氣壓的作用，玻璃管內(nèi)部沒有大氣壓．當開一個小孔后內(nèi)外氣壓差不再存在，所以可以確定水銀的運動狀態(tài)．

解答 解：由題意知，當時氣壓為標準大氣壓，而1標準大氣壓=760mm汞柱=1.01×10⁵Pa．
外界大氣壓為1標準大氣壓即：76cmHg；
管內(nèi)水銀對管頂?shù)膲簭姙?6cmHg-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的是因為管外比管內(nèi)多了大氣壓的原因．當上端開了一個小孔后，管內(nèi)外大氣壓強相互抵消，水銀柱在重力的作用下會流回水銀槽內(nèi)．
答：管外水銀面上受到的大氣壓強是1.01×10⁵Pa．
管內(nèi)頂端的壓強是7.616×10⁴Pa；
當上端開了一個小孔后，管內(nèi)外大氣壓強相互抵消，水銀柱在重力的作用下會流回水銀槽內(nèi)．

點評 考查大氣壓的測量與計算，記住標準大氣壓值以及大氣壓的單位，計算時單位要統(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．