فیزیک سؤال ۷۰ کنکور ۱۴۰۵

پاسخ: گزینهٔ ۳

دما ثابت است، پس برای هوای محبوس در لولهٔ سمت چپ رابطهٔ $P_{\mathrm{۱}}{L}_{\mathrm{۱}}=P_{\mathrm{۲}}{L}_{\mathrm{۲}}$ برقرار است. سطح مقطع لوله ثابت است، بنابراین به جای حجم از طول ستون هوا استفاده می‌کنیم.

در حالت اول، سطح جیوه در لولهٔ راست $\mathrm{۲}\mathrm{cm}$ بالاتر از سطح جیوه در لولهٔ چپ است:

با بالا آمدن جیوه در لولهٔ چپ به اندازهٔ $\mathrm{۶}\mathrm{cm}$، طول ستون هوا برابر $L_{\mathrm{۲}}=\mathrm{۳۶}\mathrm{cm}$ می‌شود:

اکنون سطح جیوه در لولهٔ راست باید به اندازهٔ $\mathrm{۹۱}-\mathrm{۷۶}=\mathrm{۱۵}\mathrm{cm}$ بالاتر از سطح جیوه در لولهٔ چپ باشد:

بالا آمدن سطح جیوه در لولهٔ راست برابر $\mathrm{۳۱}-\mathrm{۱۲}=\mathrm{۱۹}\mathrm{cm}$ است. حجم جیوهٔ اضافه‌شده برابر مجموع افزایش حجم جیوه در دو لوله است: