Question

如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，当环境温度升高时，h将

变大

，当大气压强升高时，h将

变小

，U型玻璃管自由下落时，h将

变大

．（填变大、不变或变小）

Answer 1

分析：开始时水银柱在大气压强和内部空气压强的作用下处于平衡状态，根据气体的状态方程分析气体压强的变化即可．

解答：解：以液柱h为研究对象，由受力平衡可知：P=P₀+ρgh，则有：
当环境温度升高时，大气压强不变，而封闭气体压强增大，重新达平衡后h增大；
当大气压强增大时，液柱将左移使左侧液面上移，故重新平衡后高端的高度差减小；
当U型管自由下落时，液柱失重故对气体没有压力，内外压强相等，而此时左侧气体压强大于P₀，故在自由下落中体积要增大，故液柱右移，高度差h增大；
故答案为：变大、变小、变大．

点评：求解封闭气体的压强关键在于找准研究对象，通过分析受力或分析压强得出平衡关系即可求出，注意封闭气体对各个器壁的压强相等．