问题
问答题
如图所示，粗细均匀的玻璃细管上端封闭，下端开口，竖直插在大而深的水银槽中，管内封闭有一定质量的空气，玻璃细管足够长，管内气柱长4cm，管内外水银面高度差为10cm．现将玻璃管沿竖直方向缓慢移动．（大气压强相当于75cmHg）求：
（1）若要使管内外水银面恰好相平，此时管内气柱的长度；
（2）若要使管内外水银面高度差为15cm，玻璃管又应如何移动多少距离．
答案
（1）设玻璃管的横截面为S1，玻璃管向上移动为等温变化，
初态：P1=65cmHg，V1=4S1 末态：P2=75cmHg V2=l2S1
由玻恴耳定律：P1V1=P2V2 得：l2=
=P1V1 P2
cm=3.5cm65×4 75
（2）使管内外水银面高度差为15cm，此时封闭气体压强 P3=P0-15=75-15cmHg=60cmHg
V3=l3S1
由玻恴耳定律：P1V1=P3V3 得：l3=
=P1V1 P2
cm=4.33cm65×4 60
即玻璃管应向上移动△h=15-10+（4.33-4）cm=5.33cm
答：（1）管内气柱的长度为3.5cm，
（2）要使管内外水银面高度差为15cm，玻璃管应向上移动5.33cm距离．