Question

如圖所示，兩端封閉的玻璃管中間有一段水銀柱，經(jīng)適當傾斜，使上下兩部分氣體的體積恰好相等，并將玻璃管固定．管內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同．一段時間后，發(fā)現(xiàn)上面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環(huán)境溫度______了（填“升高”或“降低”），上下兩部分氣體的壓強也改變了，且兩部分氣體壓強的變化量______（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

設上方氣體狀態(tài)為 p₁，V₁，T，下方為 p₂，V₂，T．
根據(jù)理想氣體方程

PV

T

=C從而有
p₂=

C2T

V2

  p₁=

C1T

V1

其中C₁，C₂為常量，其它量都是變量．
由題設知V₂減小，V₁增大，現(xiàn)假定T升高，
則根據(jù)上兩式可知，p₂比p₁上升更多，p₂-p₁較初始狀態(tài)增大，而事實上，要保持平衡，顯然p₂-p₁在整個過程中不變．
故假設錯誤，T只能減小，減小的原因只能是環(huán)境溫度降低．
要保持平衡，下面氣體壓強=上面氣體壓強+水銀柱產(chǎn)生的壓強，而玻璃管傾斜角不變，所以水銀柱產(chǎn)生的壓強不變，即上下壓強差不變，所以也就是上下壓強的變化量相等，
故答案為：降低，相等．