Question

如圖所示的水銀氣壓計(jì)中混入了一個(gè)空氣泡，上升到水銀柱的上方，使水銀柱上方不再是真空，因而氣壓計(jì)的讀數(shù)比實(shí)際的大氣壓小些。當(dāng)實(shí)際大氣壓為768毫米汞柱時(shí)，氣壓計(jì)的讀數(shù)只有750毫米汞柱，此時(shí)管中水銀面到管頂?shù)木嚯x為80毫米。設(shè)環(huán)境溫度保持不變。

（�。┊�(dāng)氣壓計(jì)讀數(shù)為740毫米汞柱時(shí)，實(shí)際大氣壓為多少？

（ⅱ）在外界氣壓緩慢變化的過程中，水銀柱上方的氣體是吸熱還是放熱？

Answer 1

解：（�。┊�(dāng)實(shí)際大氣壓為768 mmHg時(shí)，封閉氣體壓強(qiáng)為

P₁=（768－750）mmHg＝18 mmHg                                           1分

設(shè)管內(nèi)部橫截面積為S，則封閉氣體體積為  V₁=80 mm·S    

當(dāng)水銀氣壓計(jì)讀數(shù)為740 mmHg時(shí)，設(shè)實(shí)際大氣壓為P，封閉氣體壓強(qiáng)為 

P₂=P－740mmHg                                                           1分

此時(shí)水銀柱高度下降10 mm，封閉氣體體積為

V₂=90 mm·S                                                               1分

由于環(huán)境溫度保持不變，由玻意耳定律

P₁V₁=P₂V₂                                                                 1分

代入數(shù)據(jù)求得  P=756mmHg                                                 1分

（ⅱ）在外界氣壓緩慢減小的過程中，環(huán)境溫度保持不變，即ΔU=0              1分

氣體體積膨脹，對外界做功，即W<0                                         1分

由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q                                                 1分

所以，Q>0，即水銀柱上方的氣體吸熱                                        1分