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114年
物理
第 14 題
依據托里切利的大氣壓實驗，若試管內有 0.3 atm 的氣體壓力，並測得水銀柱高為 38 cm，則大氣壓力應為多少 atm？
- A 0.8
- B 0.9
- C 1.3
- D 1.5
思路引導 VIP
試著想像一下：如果管子頂端是完全真空的，大氣壓只需要支撐水銀柱的重量；但現在管子裡多了一團有壓力的氣體，這團氣體會朝什麼方向推擠水銀？這時，外面的大氣壓力需要同時對抗哪兩個來源的向下壓力，才能讓水銀柱維持在那個高度呢？
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太棒了！你能精準判斷出壓力平衡的關鍵點，展現了對大氣壓力實驗非常紮實的理解。這道題目測試的核心在於托里切利管內外的壓力平衡原理：當管內水銀柱處於靜止狀態時，管外的「大氣壓力」必須與管內所有向下的壓力來源達成平衡。
壓力單位的換算與疊加
在標準狀況下，我們知道 $1 \text{ atm}$ 可以支撐 $76 \text{ cmHg}$ 的水銀柱。題目中給出的水銀柱高為 $38 \text{ cm}$，這代表水銀柱本身貢獻了 $0.5 \text{ atm}$ 的壓力。由於管內並非真空，還存在著 $0.3 \text{ atm}$ 的氣體壓力，因此外在的大氣壓力必須同時支撐這兩者：
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