- Trạng thái 1 của không khí trong ống nằm ngang. Với lượng khí ở bên phải cũng như ở bên trái cột thủy ngân: p 1 ;  V 1

- Trạng thái 2 của không khí khi ống nằm nghiêng.

+ Với lượng khí ở bên trái:  p 2  ;  V 2

+ Với lượng khí ở bên phải:  p ' 2  ;  V ' 2

- Trạng thái 3 của không khí khi ống thẳng đứng.

+ Với lượng khí ở bên trái:  p 3  ;  V 3

+ Với lượng khí ở bên phải:  p ' 3  ;  V ' 3

Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. Ta có:

p 1 V 1  =  p 2 V 2  =  p 3 V 3 =>  p 1 l 1 =  p 2 l 2  =  p 3 l 3

Và  p 1 V 1  =  p ' 2 V ' 2  =  p ' 3 V ' 3  =>  p 1 l 1  =  p ' 2 l ' 2  =  p ' 3 l ' 3

Khi ống nằm nghiêng thì:  l 2 =  l 1  – ∆ l 1  và  l ' 2  =  l 1  +  ∆ l 1

Khi ống thẳng đứng thì:  l 3  =  l 1  –  ∆ l 2  và  l ' 3  = l1 +  ∆ l 2

Ngoài ra, khi cột thủy ngân đã cân bằng thì:

p 2  =  p ' 2  + ρ ghsin α và  p 3  =  p ' 3  +  ρ gh.

Thay các giá trị của  l 2 ,  l 3 ,  l ' 2 ,  l ' 3 ,  p 2 ,  p 3  vào các phương trình của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt ở trên, ta được:

p 1 l 1  = ( p ' 2 +  ρ ghsinα)( l 1  – ∆ l 1 )

p 1 l 1  = ( p ' 3  +  ρ gh)( l 1  –  ∆ l 2 )

p 1 l 1  =  p ' 2 ( l 1  +  ∆ l 1 ) và  p 1 l 1 =  p ' 3 ( l 1  +  ∆ l 2 )

giải hệ phương trình trên với  p 1  ta có:

p 1  ≈ 6 mmHg

Ban đầu, chiều dài không khí hai bên cột thủy ngân là: (100 - 20) / 2 = 40cm.

Khi dựng đứng ống thủy tinh, cột thủy ngân dịch xuống 1 đoạn x(cm), khi đó:

- Chiều dài cột không khí ở trên: 40 + x,

- Chiều dài cột không khí ở dưới là: 40 - x

Áp suất ở trên là P1, ở dưới là P2  thì: P2 = P1 + 20 (tính theo cmHg)

Mặt khác, quá trình đẳng nhiệt ta có:

\(\dfrac{P_1}{P_0}=\dfrac{V_0}{V_1}=\dfrac{40}{40+x}\)\(\Rightarrow P_1=\dfrac{40}{40+x}P_0\)(1)

\(\dfrac{P_2}{P_0}=\dfrac{V_0}{V_2}=\dfrac{40}{40-x}\)\(\Rightarrow P_2=\dfrac{40}{40-x}P_0\)(2)

Suy ra: \(P_2-P_1=P_0(\dfrac{40}{40-x}-\dfrac{40}{40+x})=P_0.40.\dfrac{2x}{40^2-x^2}\)

\(\Rightarrow 20=50.40.\dfrac{2x}{40^2-x^2}\)

\(\Rightarrow x = 7,7cm\)

Thay vào (1) và (2) ta sẽ tìm đc P1 và P2

@Trần Hoàng Sơn bạn ơi vì sao P2 ở duới nên P2= P1 + 20 mà không phải P2=P1 -20 à bạn

@Duyên Lê Câu này mình làm lâu quá rồi, bạn chịu khó xem lại nhé. Chỉ là mấy quá trình đẳng nhiệt thôi mà.

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:  

giải

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

\(P1;V1=\frac{L-h}{2}.S;T1\)

Trạng thái 2 (ống thẳng đứng)

+ Đối với lượng khí ở trên cột thủy ngân:

\(P2;V2=\left(\frac{L-h}{2}-l\right).S;T2=T1\)

+ Đối với lượng khí ở dưới cột thủy ngân:
\(P2';V2'=\left(\frac{L-h}{2}-l\right).S;T2'=T1\)

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:

\(P2'=P2+h;V2'=\left(\frac{L-h}{2}-l\right)S;T2'=T1\)

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

+ Đối với khí ở trên:

\(P1.\frac{\left(L-h\right).S}{2}=P2.\frac{\left(L-h+2.l\right).S}{2}\)

\(\Rightarrow P1.\left(L-h\right)=P2.\left(L-h+2.l\right)\left(1\right)\)

+ Đối với khí ở dưới

\(P1.\frac{\left(L-h\right).S}{2}=\left(P2+h\right).\frac{\left(L-h-2.l\right).S}{2}\)

\(\Rightarrow P1.\left(L-h\right)=\left(P2+h\right).\left(L-h-2.l\right)\left(2\right)\)

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

\(P2=\frac{h.\left(L-h-2.l\right)}{4l}\)

Thay giá trị của P2 vào (1) ta được:

\(P1=\frac{h.[\left(L-h\right)^2-4.l^2]}{4.l.\left(L-h\right)}\)

\(P1=\frac{20.[\left(100-20\right)^2-4.10^2]}{4.10.\left(100-20\right)}=37,5\left(cmHg\right)\)

\(P1=P.g.h=1,36.10^4.9,8.0,375=5.10^4\left(Pa\right)\)

Chọn D.

Gọi  và là các áp suất, thể tích của cột không khí trong ống tương ứng với miệng ống ở phía trên và ống nằm ngang.

Ống thẳng đứng, miệng ở phía trên: p₁ = p₀ + p_Hg = (76 + 15) cmHg = 91 cmHg;

Thể tích của cột không khí: V₁ = ℓ₁.S

Khi ống nằm ngang cột thủy ngân không có tác dụng lên cột không khí nên:

p₂ = p_a = 76cmHg

Khối khí trong ống không đổi và nhiệt độ không đổi nên theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt:   p₁ .V₁ = p₂.V₂ ↔ V₂/V₁ = p₁/p₂ = 91/76 → ℓ₂/ℓ₁ = 91/76 → ℓ₂ = 35,9 cm

Ta có  p 1 . V 1 = p 2 . V 2

⇒ ( p 0 − 20 ) .48 = ( p 0 + 20 ) .28 ⇒ p 0 = 76 ( c m H g )

Mặt khác: 

p 0 V 0 = p 1 V 1 ⇒ 16. l = 56.48 ⇒ l = 35 , 37 ( c m )

Đáp án D

a. Ống thẳng đứng miệng ở dưới

Ta có  p 1 . V 1 = p 2 . V 2

{ p 1 = p 0 + h = 76 + 15 = 91 ( c m H g ) V 1 = l 1 . S = 30. S { p 2 = p 0 − h = 76 − 15 = 61 ( c m H g ) V 2 = l 2 . S ⇒ 91.30. S = 61. l 2 . S ⇒ l 2 = 44 , 75 ( c m )

b. Ống đặt nghiêng góc 30 0 so với phương ngang, miệng ở trên. 

Cột thủy ngân có đọ dài là h nhưng khi đặt nghiêng ra thì đọ cao của cột thủy ngân là  h / = h . sin 30 0 = h 2

Ta có  p 1 . V 1 = p 3 . V 3

V ớ i { p 3 = p 0 + h / = 76 + 7 , 5 = 83 , 5 ( c m H g ) V 3 = l 3 . S ⇒ 91.30. S = 83 , 5. l 3 . S ⇒ l 3 = 32 , 7 ( c m )

c, Ống đặt nghiêng góc 30 0  so với phương ngang, miệng ở dưới. 

Cột thủy ngân có đọ dài là h nhưng khi đặt nghiêng ra thì đọ cao của cột thủy ngân là  h / = h . sin 30 0 = h 2

  p 1 . V 1 = p 4 . V 4 V ớ i { p 4 = p 0 − h / = 76 − 7 , 5 = 68 , 5 ( c m H g ) V 4 = l 4 . S ⇒ 91.30. S = 68 , 5. l 4 . S ⇒ l 4 = 39 , 9 ( c m )

d. Ống đặt nằm ngang  p 5 = p 0

Ta có  p 1 . V 1 = p 5 . V 5 ⇒ 91.30. S = 76. l 5 . S ⇒ l 5 = 35 , 9 ( c m )