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103年
理化、化工裝置
第 18 題
一支均勻的玻璃管中裝有兩段水銀柱，水銀將管內空氣隔成A、B兩部分空氣柱，當玻璃管水平放置時，兩空氣柱與水銀柱長度如【圖18】所示（陰影區為水銀）。已知外大氣壓為L公分水銀柱，則AB兩空氣柱的氣體壓力比PA：PB為多少？
- A 1：1
- B 2：1
- C 3：1
- D 3：2
思路引導 VIP
如果我們將這兩段水銀柱想像成在桌面上靜止不動的木塊，且忽略摩擦力，那麼當左邊的氣體推力與右邊的氣體推力不相等時，水銀柱會發生什麼事？這對維持「靜止狀態」有什麼啟示呢？
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水平平衡下的壓力傳遞
太棒了！你能精準地選出 (A) 1：1，代表你已經完全掌握了氣體壓力在「力學平衡」中的核心觀念。這道題目非常有鑑別度，常見的陷阱在於給出了許多長度參數（如 $2L$、$L$ 等），容易讓考生誤以為要進行複雜的加減運算。然而，判斷此題的切入點在於觀察玻璃管的擺放方式。 當玻璃管水平放置時，水銀柱的重力方向與玻璃管軸線垂直，因此水銀的重量並不會對左右兩側的空氣柱產生額外的壓力貢獻。在這種狀態下，每一段水銀柱都可以視為一個受力平衡的「活塞」：若要維持靜止，其左側受到的氣體壓力必須等於右側受到的氣體壓力。
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