Question

【题目】如图（a）所示，一端封闭一端开口、内径均匀的直玻璃管注入一段的汞柱，玻璃管水平放置．达到平衡时，封闭端空气柱长为，开口端空气柱长为．若将管轻轻倒转后再竖直插入汞液槽内，如图（b）所示，达到平衡时，管中封闭端空气柱A长为．设大气压强为，整个过程温度保持不变．求槽中汞进入管中的长度H．

某同学的解法如下：以水平放置作为初态，以竖直插入汞液槽后作为末态，分别对A、B两部分气体应用玻意耳定律进行解析．

解：对A气体：，，，由，代入数据得．

对B气体：，，，由，代入数据得，

你若认为该同学的结论正确，接着计算出汞进入管中的长度H；你若认为该同学的结论错误，请分析错误的原因，并计算出汞进入管中的长度H．

Answer 1

【答案】见解析

【解析】

该同学的解法是错误的；理由：在玻璃管竖直倒立的过程中，当其还未插入汞液槽内时，由于汞柱受到重力作用要下降，故封闭端空气柱变长，开囗端空气柱变短，说明开口端有空气溢出，即B端空气质量减少，即这部分研究对象的质量发生了变化，不能应用玻意耳定律。

正确解法为：把全过程分为两个阶段．第一阶段：从玻璃管水平到竖直尚未插入汞液槽内，对A气体，由，代入数据得，

第二阶段：当玻璃管插入汞液槽后，对A气体，由p，代入数据得，

对B气体，初态为玻璃管竖直放置尚未插入汞液槽，末态为已经插入汞液槽后，则

由，代入数据得，

所以汞进入玻璃管中的长度