如图,在两端封闭的玻璃管中用水银柱将其分成体积相等的上下两部分,并充入温度相同的气体.若把气体缓缓降低相同的温度(保持管竖直不动),然后保持恒温,则后来上面气体的体积______下面气体的体积;上面气体减小的压强______下面气体减小的压强.(两空均选填“大于”“等于”、或“小于”)
问题描述:
如图,在两端封闭的玻璃管中用水银柱将其分成体积相等的上下两部分,并充入温度相同的气体.若把气体缓缓降低相同的温度(保持管竖直不动),然后保持恒温,则后来上面气体的体积______下面气体的体积;上面气体减小的压强______下面气体减小的压强.(两空均选填“大于”“等于”、或“小于”)
答
对于水银柱,有P1S+G=P2S,则P2−P1=
=常数,知稳定后上下的压强差是定量,所以上面气体减小的压强等于下面气体减小的压强.G S
对于上面气体,根据克拉伯龙方程有:P1V1=P1Sh1=n1RT,则P1=
,
n1RT Sh1
对于下面气体,根据克拉伯龙方程有:P2V2=P2Sh2=n2RT,则P2=
.
n2RT Sh2
则
−
n2RT Sh2
=常数,即(
n1RT Sh1
−n2 h2
)T=常数n1 h1
因为温度降低,则
−n2 h2
增大,只能h2减小,h1增大,所以后来上面的气体体积大于下面气体的条件.n1 h1
故答案为:大于、等于.
答案解析:根据水银柱处于平衡判断出上下压强变化量的关系,根据克拉伯龙方程分析上下体积的变化.
考试点:理想气体的状态方程;封闭气体压强.
知识点:解决本题的关键抓住水银柱处于平衡,抓住上下压强差是一常量进行分析.