Question

如图8-2-17所示，容器A和容器B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开，当氢气的温度为0 ℃,氧气温度是20 ℃时，水银柱怎样移动？

图8-2-17

(1)两气体均升高温度20 ℃；

(2)两气体均降低温度20 ℃；

(3)若初状态如图8-2-17所示且气体的初温相同，则两气体均升高10 ℃时，水银柱怎样移动？

Answer 1

解析：对于题图，氢气和氧气初压强相同，设为p₀，当温度变化时，先假定水银柱不动，由Δp=p求出两部分气体的Δp值，再比较判断.

(1)因为是升温，故水银柱向压强增大量小的一方移动

    p_A=p_B=p，ΔT=20 K  T_A=(273+0) K=273 K  T_B=(273+20) K=293 K

    得到Δp_a=p_A=p  Δp_b=p_B=p

    因为Δp_a＞Δp_b,所以水银柱向B容器一方移动.

(2)因为是降温，水银柱向压强减小量大的一方(即|Δp|较大的一方移动).

    同理Δp_a=p_A=,Δp_B=p_B=-p

    因为|Δp_A|＞|Δp_B|，所以水银柱向A容器一方移动.

(3)因是升温，故水银柱向压强增大量小的一方移动，设气体初温为T，A初温为T_A，B的初温为T_B，由查理定律的分比形式得：Δp_A=p_A=p_A,Δp_B=p_B=p_B,

    而p_A=p_B(对题图分析)即Δp_A=Δp_B，所以水银柱不移动.

答案：水银柱向B容器一方移动；水银柱向A容器一方移动；水银柱不移动.