Question

（1）某日白天空气中水蒸气的压强是1.1×10³Pa，此时空气的相对湿度是50%，则同温度水的饱和汽压是

 

Pa．
（2）某兴趣小组利用废旧物品制作了一个简易气温计：如图所示，在一个空酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置．已知酒瓶的容积为480cm³，玻璃管内部横截面积为0.4cm²，瓶口外的有效长度为50cm．当气温为280K时，水银柱刚好处在瓶口位置．
①求该气温计能测量的最高气温；
②在水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体吸热还是放热？简要说明理由．

Answer 1

分析：（1）根据相对湿度（rh）：空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比求解同温度水的饱和汽压．
（2）玻璃管两端开口，水银柱移动时，密封的气体发生等压变化，当水银柱到达管口时，所测气温最高，根据吕萨克定律求解．由热力学第一定律△U=W+Q，分析吸放热．

解答：解：（1）相对湿度rh=

e

E

×100%，得E=2e=2.2×10³Pa
    （2）①当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T2，此时气体的体积为V₂，则
         初态：T₁=280K，V₁=480cm³
         末态：V₂=（480+50×0.4）cm³=500cm³
      根据吕萨克定律得
         

V1

V2

=

T1

T2

    代入解得T₂=291.7K
      ②当环境温度升高时，水银柱从瓶口缓慢向右移动，此过程密封气体的内能增大，同时对外界做功，由热力学第一定律△U=W+Q，得气体要从外界吸热．

点评：对于气体状态变化问题，关键在于分析是等值变化还是三个参量同时变化的问题，要善于挖掘隐含的条件．