Khi để ống Tô-ri-xen-li thẳng đứng, áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân gây ra ở đáy ống (pA = pkq).

Khi bắt đầu nghiêng ống, chiều cao của cột thủy ngân giảm, nghĩa là áp suất tại điểm B trong ống nhỏ hơn áp suất tại điểm A ngoài ống.

Áp suất tại điểm A là áp suất trên mặt thoáng của thủy ngân, đó chính là áp suất khí quyển, lúc đó pA > pkq. Do chênh lệch về áp suất đó nên thủy ngân ở trong chậu chuyển vào ống To-ri-xen-li cho đến khi độ cao của thủy ngân bằng độ cao ban đầu, nghĩa là pB = pkq. Bởi vậy khi để nghiêng ống Tô-ri-xen-li, chiều dài của cột thủy ngân thay đổi còn chiều cao không đổi.

Đáp án C

Gọi p 1  và  p lần lượt là áp suất của không khí trong ống ở nhiệt độ T o  và T:

Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí trong ống

Từ đó rút ra:  

Lúc đầu để một ống Tô-ri-xen-li thẳng đứng và sau đó để nghiêng (H.9.1). Ta thấy chiều dài của cột thủy ngân thay đổi còn chiều cao không thay đổi. Hãy giải thích.

Áp suất do cột thủy ngân trong ống gây ra phụ thuộc chiều cao của cột thủy ngân. Vì áp suất này luôn bằng áp suất khí quyển nên chiều cao cột thủy ngân trong ống không đổi.

Đáp án A

Gọi A là điểm nằm trên mặt thoáng của chất lỏng ở trong ống, B là điểm nằm ngoài ống nhưng có cùng độ cao với A. Khi mực nước ở trong vòng vòng ngoài ống cân bằng nhau, ta có:

Vì nhiệt độ là không đổi, do đó áp dụng định luật Bôi-lơ-ma-ri-ốt cho khối khí trong ống trước và sau khi nhúng, ta có:

Trong đó l và l₀ là chiều cao cột không khí trước và sau khi nhúng

Chiều cao cột nước trong ống là:

H = l₀ – l = 100 - 99,6 = 0,4(cm)

Gọi A là điểm nằm trên mặt thoáng của chất lỏng ở trong ống, B là điểm nằm ngoài ống nhưng có cùng độ cao với A. Khi mực nước ở trong vòng vòng ngoài ống cân bằng nhau, ta có:

p A  = p B ⇒ p =  p 0 + d.h = 1 , 013 . 10 5 + 1000.0,4 = 101700(Pa)

Vì nhiệt độ là không đổi, do đó áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống trước và sau khi nhúng, ta có:

p 0 . V 0 = p . V ⇔ V V 0 = l l 0 = p 0 p

Trong đó l và l0 là chiều cao cột không khí trước và sau khi nhúng

l = l 0 P 0 P = l . 101300 101700 = 0 , 996 m = 99 , 6   c m

Chiều cao cột nước trong ống là: H   =   l 0   –   l   =   100   -   99 , 6   =   0 , 4 ( c m )

Chọn C.

Gọi A là điểm nằm trên mặt thoáng của chất lỏng ở trong ống, B là điểm nằm ngoài ống nhưng có cùng độ cao với A. Khi mực nước ở trong vòng vòng ngoài ống cân bằng nhau, ta có:

Vì nhiệt độ là không đổi, do đó áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống trước và sau khi nhúng, ta có: 

Trong đó ℓ và ℓ₀ là chiều cao cột không khí trước và sau khi nhúng

Chiều cao cột nước trong ống là: H = ℓ₀ – ℓ = 100 - 99,6 = 0,4(cm)

Chọn C.

Gọi A là điểm nằm trên mặt thoáng của chất lỏng ở trong ống, B là điểm nằm ngoài ống nhưng có cùng độ cao với A. Khi mực nước ở trong vòng vòng ngoài ống cân bằng nhau, ta có:

p A = p B  ⇒ p = p 0 + d.h

= 1,013. 10 5  + 1000.0,4 = 101700 (Pa)

Vì nhiệt độ là không đổi, do đó áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống trước và sau khi nhúng, ta có:

Trong đó ℓ và l 0 là chiều cao cột không khí trước và sau khi nhúng

Chiều cao cột nước trong ống là:

H = l 0 – ℓ = 100 - 99,6 = 0,4(cm)

Chọn C.

Gọi A là điểm nằm trên mặt thoáng của chất lỏng ở trong ống, B là điểm nằm ngoài ống nhưng có cùng độ cao với A. Khi mực nước ở trong vòng vòng ngoài ống cân bằng nhau, ta có:

p A = p B ⇒ p - p 0  + d.h

= 1,013. 10 5  + 1000.0,4 = 101700 (Pa)

Vì nhiệt độ là không đổi, do đó áp dụng định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống trước và sau khi nhúng, ta có:

Trong đó ℓ và l o là chiều cao cột không khí trước và sau khi nhúng

Chiều cao cột nước trong ống là:

H = l 0 – ℓ = 100 - 99,6 = 0,4(cm)

Trạng thái 1 của mỗi lượng khí ở hai bên cột thủy ngân (ống nằm ngang)

p 1 ; V 1  = (L - h)/2 . S; T 1

Trạng thái 2 (ống thẳng đứng)

+ Đối với lượng khí ở trên cột thủy ngân:  p 2 ;  V 2  = ((L - h)/2 + 1).S;  T 2  =  T 1

+ Đối với lượng khí ở dưới cột thủy ngân:  p ' 2 ;  V ' 2  = ((L - h)/2 + 1).S;  T ' 2  =  T 1

Áp suất khí ở phần dưới bằng áp suất khí ở phần trên cộng với áp suất do cột thủy ngân gây ra. Do đó đối với khí ở phần dưới, ta có:

p ' 2  =  p 2  + h;  V ' 2 = ((L - h)/2 + 1).S;  T ' 2  =  T 1

Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt cho từng lượng khí. Ta có:

+ Đối với khí ở trên:

p 1 (L - h)S/2 =  p 2 (L - h + 2l)S/2

⇒  p 1 (L - h) =  p 2 (L - h + 2l) (1)

+ Đối với khí ở dưới:

p 1 (L - h)S/2 = ( p 2  + h)(L - h + 2l)S/2

⇒  p 1 (L - h) = ( p 2  + h)(L - h + 2l) (1)

Từ hai phương trình (1) và (2) rút ra:

p 2  = h(L - h - 2l)/4l

Thay giá trị của p2 vào (1) ta được:

p 1  = 37,5(cmHg)

p 1  =  ρ gH = 1,36. 10 4 .9,8.0,375 = 5. 10 4  Pa.