Question

某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了．而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0Pa（常温下的大气压强值），当内外压强差超过6.0×10⁴Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．
（1）通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的？
（2）当时外界的大气压强为多少？

Answer 1

【答案】分析：对于表内的气体，做的是等容变化，找出气体的压强，温度，根据玻意耳定律计算可以得到内部的气体的压强，与外部的压强对比，可以的出结论．
解答：解：（1）以表内气体为研究对象，初状态的压强为Pa，温度为
T₁=273 K+27 K=300K，
设末状态的压强为p₂，温度为T₂=273 K-21 K=252K，
根据气体状态方程，有
解得Pa
如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强至少为Pa，大于山脚下的大气压强（即常温下大气压强），这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的．         
（2）当时外界的大气压强为：Pa  
答：（1）手表的表盘是向外爆裂的．
（2）当时外界的大气压强为2.4×10⁴Pa．
点评：以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算，要注意山顶的大气压强要比山下的小，这是常识．