Một ống nhỏ tiết diện đều, một đầu kín. Một cột thủy ngân cao 75mm đứng cân bằng,

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Xác định các thông số trạng thái của từng trạng thái

Sử dụng định luật Boyle.

Lời giải

- Khi miệng ống ở trên, khí trong ống có thể tích \[{V_1} = S{x_1}\], áp suất \[{p_1} = {p_0} + h\]

- Khi miệng ống ở dưới, khí trong ống có thể tích \[{V_2} = S{x_2}\], áp suất \[{p_2} = {p_0} - h\]

- Theo định luật Boyle, ta có: \[{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\]

\[ \Leftrightarrow \left( {{p_0} + h} \right)S{x_1} = \left( {{p_0} - h} \right)S{x_2}\]

\[ \Rightarrow {p_0} = \frac{{h\left( {{x_2} + {x_1}} \right)}}{{{x_2} - {x_1}}} = \frac{{75.(220 + 180)}}{{220 - 180}} = 750mmHg\]

- Khi đặt ống nằm ngang, khí trong ống có thể tích \[{V_0} = S{x_0}\], áp suất \[{p_0}\]. Do đó:

\[{p_0}{V_0} = {p_1}{V_1} \Leftrightarrow {p_0}S{x_0}, = \left( {{p_0} + h} \right)S{x_1}\]

\[ \Rightarrow {x_0} = \frac{{\left( {{p_0} + h} \right){x_1}}}{{{p_0}}} = \frac{{(750 + 75).180}}{{750}} = 198mm\]

Vậy: Áp suất khí quyển và độ dài cột không khí trong ống khi ống nằm ngang là \[{p_0} = 750mmHg\]và \[{x_0} = 198mm\]