Question

9．如圖，兩端封閉的直玻璃管豎直放置，一段水銀將管內(nèi)氣體分隔為上下兩部分A和B，上下兩部分氣體初始溫度相等，且體積V_A＞V_B．
（1）若A、B兩部分氣體同時升高相同的溫度，水銀柱將如何移動？
某同學(xué)解答如下：
設(shè)兩部分氣體壓強不變，由$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，…，△V=$\frac{△T}{T}$V，…，所以水銀柱將向下移動．
上述解答是否正確？若正確，請寫出完整的解答；若不正確，請說明理由并給出正確的解答．
（2）在上下兩部分氣體升高相同溫度的過程中，水銀柱位置發(fā)生變化，最后穩(wěn)定在新的平衡位置，A、B兩部分氣體始末狀態(tài)壓強的變化量分別為△p_A和△p_B，分析并比較二者的大小關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）分別以兩部分氣體為研究對象，明確水銀柱移動的原因是因為壓強變化，不是因為體積的變化；故應(yīng)設(shè)體積不變，根據(jù)查理定律進行分析；
（2）根據(jù)平衡條件分別對改變溫度前后兩部分氣體間的壓強關(guān)系列式，聯(lián)立即可比較壓強的變化量．

解答 解：
（1）不正確．
水銀柱移動的原因是升溫后，由于壓強變化造成受力平衡被破壞，因此應(yīng)該假設(shè)氣體體積不變，由壓強變化判斷移動方向．
正確解法：設(shè)升溫后上下部分氣體體積不變，則由查理定律可得
$\frac{P}{T}=\frac{P′}{T+△T}$
△P=P′-P=$\frac{△T}{T}P$
因為△T＞0，p_A＜p_B，可知△P_A＜△P_B，所示水銀柱向上移動．
（2）升溫前有P_B=P_A+P_h（p_h為汞柱壓強）
升溫后同樣有P_B′=P_A′+P_h
兩式相減可得△P_A=△P_B
答：（1）不正確，水銀柱向上移動；
（2）△p_A和△p_B相同．

點評 本題考理想氣體的實驗定律的正確應(yīng)用以及氣體壓強的計算方法，要注意明確液柱的移動是因為壓強變化而破壞平衡引起的；從而正確選擇實驗定律求解．