Question

（1）某日白天空氣中水蒸氣的壓強是1.1×10³Pa，此時空氣的相對濕度是50%，則同溫度水的飽和汽壓是

 

Pa．
（2）某興趣小組利用廢舊物品制作了一個簡易氣溫計：如圖所示，在一個空酒瓶中插入一根兩端開口的玻璃管，玻璃管內有一段長度可忽略的水銀柱，接口處用蠟密封，將酒瓶水平放置．已知酒瓶的容積為480cm³，玻璃管內部橫截面積為0.4cm²，瓶口外的有效長度為50cm．當氣溫為280K時，水銀柱剛好處在瓶口位置．
①求該氣溫計能測量的最高氣溫；
②在水銀柱從瓶口處緩慢移動到最右端的過程中，密封氣體吸熱還是放熱？簡要說明理由．

Answer 1

分析：（1）根據相對濕度（rh）：空氣中實際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比求解同溫度水的飽和汽壓．
（2）玻璃管兩端開口，水銀柱移動時，密封的氣體發生等壓變化，當水銀柱到達管口時，所測氣溫最高，根據呂薩克定律求解．由熱力學第一定律△U=W+Q，分析吸放熱．

解答：解：（1）相對濕度rh=

e

E

×100%，得E=2e=2.2×10³Pa
    （2）①當水銀柱到達管口時，所測氣溫最高，設為T2，此時氣體的體積為V₂，則
         初態：T₁=280K，V₁=480cm³
         末態：V₂=（480+50×0.4）cm³=500cm³
      根據呂薩克定律得
         

V1

V2

=

T1

T2

    代入解得T₂=291.7K
      ②當環境溫度升高時，水銀柱從瓶口緩慢向右移動，此過程密封氣體的內能增大，同時對外界做功，由熱力學第一定律△U=W+Q，得氣體要從外界吸熱．

點評：對于氣體狀態變化問題，關鍵在于分析是等值變化還是三個參量同時變化的問題，要善于挖掘隱含的條件．