Một người chế tạo dụng cụ đo độ nghiêng của bề mặt nằm ngang là một ống thuỷ tinh tiết diện S nhỏ được bịt kín hai đầu.
4/20
Một người chế tạo dụng cụ đo độ nghiêng của bề mặt nằm ngang là một ống thuỷ tinh tiết diện S nhỏ được bịt kín hai đầu. Trong ống có chứa khí và ở giữa ống có một cột thuỷ ngân (Hg) dài l. Khi đặt ống trên mặt phẳng nằm ngang, cột thuỷ ngân nằm chính giữa ống (Hình 2.4a) và phần ống chứa khí ở hai đầu dài L như nhau. Khi dựng ống thẳng đứng, cột thuỷ ngân bị dịch xuống một đoạn △l, phần ống chứa khí phía dưới ngắn hơn phần ống phía trên (Hình 2.4b).
Cho L = 0,50 m; l = 0,10 m; △l = 0,05 m. Hãy xác định áp suất po của khí trong ống thuỷ tinh khi ống nằm ngang theo đơn vị cmHg.
Gọi p0 và V0 tương ứng là áp suất và thể tích của chất khí trong hai phần ống, khi ống này nằm ngang. Với V0=SL
Khi ống đặt thẳng đứng, cột thủy ngân sẽ dịch chuyển đến vị trí cân bằng mới nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn △l.
Các thông số trạng thái của chất khí ở phần trên và phần dưới cột thủy ngân lần lượt là:
p1 V1=V0+ΔV=SL+Δl và p2=p1+pHgV2=V0−ΔV=SL−Δl
Áp dụng định luật Boyle cho quá trình biến đổi đẳng nhiệt của chất khí phía trên và dưới cột thủy ngân:
p0 V0=p1 SL+Δlp0 V0=p1+pHgSL−Δl⇒p1 SL+Δl=p1+pHgSL−Δl⇒p1=pHg(L−Δl)2Δl=450 cmHg⇒p0=p1(L+Δl)L=495cmHg
Vậy po = 495 cmHg.