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(shí)升高相同的溫度，水銀柱將如何移動(dòng)？
某同學(xué)解答如下：
設(shè)兩部分氣體壓強(qiáng)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(dòng)．
上述解答是否正確？若正確，請(qǐng)寫(xiě)出完整的解答；若不正確，請(qǐng)說(shuō)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(guò)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(qiáng)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(duì)象，明確水銀柱移動(dòng)的原因是因?yàn)閴簭?qiáng)變化，不是因?yàn)轶w積的變化；故應(yīng)設(shè)體積不變，根據(jù)查理定律進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)平衡條件分別對(duì)改變溫度前后兩部分氣體間的壓強(qiáng)關(guān)系列式，聯(lián)立即可比較壓強(qiáng)的變化量．

解答 解：
（1）不正確．
水銀柱移動(dòng)的原因是升溫后，由于壓強(qiáng)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(qiáng)變化判斷移動(dòng)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?yàn)椤鱐＞0，p_A＜p_B，可知△P_A＜△P_B，所示水銀柱向上移動(dòng)．
（2）升溫前有P_B=P_A+P_h（p_h為汞柱壓強(qiáng)）
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(dòng)；
（2）△p_A和△p_B相同．

點(diǎn)評(píng) 本題考理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律的正確應(yīng)用以及氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法，要注意明確液柱的移動(dòng)是因?yàn)閴簭?qiáng)變化而破壞平衡引起的；從而正確選擇實(shí)驗(yàn)定律求解．