Question

15．如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同．一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度升高了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量等于上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强变化量的不同造成的，所以必须从压强变化入手进行求解．

解答 解：下面部分体积变大，则说明水银柱发生了向上运动，则其受力出现了不平衡．　　
若气体温度变化则压强变化，其变化量为$△p=\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}△t$，若升温则增加，若降温则减小，两部分气体的温度变化量相同，则压强的变化量大小决定于$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$，
因下端气体的压强大于上端气体的压强，温度相同，则得下端部分的压强变化量大于上端的压强的变化量．则若温度降低压强都减小，下面降的多，则水银柱会向下移动，若升温则下面气体压强增加的多，水银柱向上移动．据此可知本题中温度升高，下面气体的压强变化量大于上面气体压强的变化量．
最终稳定时，根据p_上=p_下-ρgh，可知△p_上=△p_下．
故答案为：升高，等于

点评 考查查理定律的应用，明确压强的变化量的决定要素．该题可以使用假设法．