Question

如图4-1-2所示,均匀直玻璃管两端封闭,竖直放置.一段长为h的水银柱把管内的气体分成A、B两部分,初温相同.若两部分气体同时升高到同样的温度，则水银柱将(    )

图4-1-2

A.上移           B.下移                 C.不动          D.无法确定

Answer 1

解析：方法一：用假设法求解.

先假设水银柱不动,则A、B两气体均做等容变化,由查理定律：p∝T得：

对A：,即p_A′=p_A,Δp_A=p_A′-p_A=(-1)p_A.

对B：,即p_B′=p_B,Δp_B=p_B′-p_B=(-1)p_B.

依题意,T_A′=T_B′,T_A=T_B,但p_B＞p_A.

所以Δp_B＞Δp_A即温度升高时,B气体的压强增大得多些,因此水银柱上移,A正确.

方法二：用极端法求解,因为p_A＜p_B,可把A气体视为密度很小,引申到极限——真空,当B气体的温度升高,由于A为真空,则气体向A膨胀,即水银柱上移.

方法三：用pT图象求解,先假设水银柱不动,则A、B气体均做等容变化,画出A、B的等容线,由于在相同温度下,p_B大于p_A,所以上方的等容线是B的,当温度由T升高到T′时,由图可知,Δp_B＞Δp_A,所以水银柱上移.

答案：A