Question

如图所示，管内水银柱上方封闭一部分空气，当大气压强P₀为75厘米汞柱，环境温度为27℃时，管内外水银面高度差为60厘米，管内被封闭的空气柱长度是30厘米．试问：
（1）此时管内空气的压强为多大？
（2）将此装置移到高山上，环境温度为-3℃时发现管内外水银面高度差为54厘米，山上的大气压强多大？（设试管顶到槽内水银面的高度不变）

Answer 1

分析：（1）管内水银面与管外水银面高60cm，说明管外大气压大于管内封闭的空气压强60cmHg，根据压强关系即可求出此时管内空气的压强；
（2）将此装置移到高山上管内被封闭的空气状态发生了变化，由理想气体状态方程求解高山上时管内空气的压强，由管内外压强关系求出山上的大气压强．

解答：解：
（1）此时管内空气的压强为P=P₀-P_h=75-60=15（cmHg）        
（2）初态：P=15cmHg，V=30S，T=300K
     末态：P′=？，V′=（90-54）S=36S，T′=270K
根据理想气体状态方程得：
 

PV

T

=

P′V′

T′

代入得

15×30

300

=

P′×36

270

解得，P′=11.25（cmHg）            
故山上的大气压强为P₀′=P′+54=65.25（cmHg）      
答：
（1）此时管内空气的压强为15cmHg．
（2）山上的大气压强为65.25cmHg．

点评：本题确定管内外压强关系是关键，可根据管内外水银面高度关系，分析管内气体压强与大气压强大小关系来确定．