Question

某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的密闭防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×10⁵Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过一定的临界值时表盘玻璃将爆裂．爆裂时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计（气体可视为理想气体，结果保留二位有效数字）．
①爆裂前一瞬间，表内气体的压强为多大；
②若爆裂时外界大气压是2.4×10⁴Pa，请判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？

Answer 1

分析：根据查理定律求出温度为-21℃时表内气体的压强，再根据表内外的压强大小关系判断是向外爆裂还是向内爆裂．

解答：解：①以表内气体为研究对象，
初状态：p₁=1.0×10⁵Pa，T₁=273+27=300K，
末状态：压强为p₂，T₂=273-21=252K，
根据查理定律，有：

P1

T1

=

P2

T2

解得：p₂=8.4×10⁴Pa
②爆裂时外界大气压是2.4×10⁴Pa小于表内气体压强8.4×10⁴Pa，
所以表盘玻璃是向外爆裂的．
答：①爆裂前一瞬间，表内气体的压强为8.4×10⁴P_a；
②若爆裂时外界大气压是2.4×10⁴Pa，表盘玻璃向外爆裂．

点评：此题难度不大，但是要注意用查理定律时要把温度换算成热力学温度，记住并理解理想气体状态方程是解决理想气体问题的关键．