Question

如圖所示，管內(nèi)水銀柱上方封閉一部分空氣，當大氣壓強P₀為75厘米汞柱，環(huán)境溫度為27℃時，管內(nèi)外水銀面高度差為60厘米，管內(nèi)被封閉的空氣柱長度是30厘米．試問：
（1）此時管內(nèi)空氣的壓強為多大？
（2）將此裝置移到高山上，環(huán)境溫度為-3℃時發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外水銀面高度差為54厘米，山上的大氣壓強多大？（設(shè)試管頂?shù)讲蹆?nèi)水銀面的高度不變）

Answer 1

分析：（1）管內(nèi)水銀面與管外水銀面高60cm，說明管外大氣壓大于管內(nèi)封閉的空氣壓強60cmHg，根據(jù)壓強關(guān)系即可求出此時管內(nèi)空氣的壓強；
（2）將此裝置移到高山上管內(nèi)被封閉的空氣狀態(tài)發(fā)生了變化，由理想氣體狀態(tài)方程求解高山上時管內(nèi)空氣的壓強，由管內(nèi)外壓強關(guān)系求出山上的大氣壓強．

解答：解：
（1）此時管內(nèi)空氣的壓強為P=P₀-P_h=75-60=15（cmHg）        
（2）初態(tài)：P=15cmHg，V=30S，T=300K
     末態(tài)：P′=？，V′=（90-54）S=36S，T′=270K
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：
 

PV

T

=

P′V′

T′

代入得

15×30

300

=

P′×36

270

解得，P′=11.25（cmHg）            
故山上的大氣壓強為P₀′=P′+54=65.25（cmHg）      
答：
（1）此時管內(nèi)空氣的壓強為15cmHg．
（2）山上的大氣壓強為65.25cmHg．

點評：本題確定管內(nèi)外壓強關(guān)系是關(guān)鍵，可根據(jù)管內(nèi)外水銀面高度關(guān)系，分析管內(nèi)氣體壓強與大氣壓強大小關(guān)系來確定．