Question

某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中，在接近山頂時(shí)他裸露在手腕上的防水手表的表盤(pán)玻璃突然爆裂了．而手表沒(méi)有受到任何撞擊，該手表出廠時(shí)給出的參數(shù)為：27℃時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值)，當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過(guò)6.0×10⁴Pa時(shí)表盤(pán)玻璃將爆裂。當(dāng)時(shí)登山運(yùn)動(dòng)員攜帶的溫度計(jì)的讀數(shù)是 一21℃，表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計(jì)．

   （1）通過(guò)計(jì)算判斷手表的表盤(pán)是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂的?

   （2）當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為多少?

Answer 1

見(jiàn)解析

解析:

（1）以表內(nèi)氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)的壓強(qiáng)為，溫度為

    T₁=273+27=300K，設(shè)末狀態(tài)的壓強(qiáng)為p₂，溫度為T(mén)₂=273—21=252K，根據(jù)氣體狀態(tài)方程，有

                                                                         （1分）

    解得                                                 （1分）

    如果手表的表盤(pán)玻璃是向內(nèi)爆裂的，則外界的大氣壓強(qiáng)至少為

，大于山腳下的大氣壓強(qiáng)（即常溫下大氣壓強(qiáng)），這顯然是不可能的，所以可判斷手表的表盤(pán)玻璃是向外爆裂的。（1分）

   （2）當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為：   （1分）