Question

某登山運(yùn)動(dòng)員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中，在接近山頂時(shí)他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了，而手表沒有受到任何撞擊．該手表出廠時(shí)給出的參數(shù)為：27⁰C時(shí)表內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1．Ox 10⁵Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值)，當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差超過6.0x10⁴pa時(shí)表盤玻璃將爆裂．當(dāng)時(shí)登山運(yùn)動(dòng)員攜帶的溫度計(jì)的讀數(shù)是-21⁰C，表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計(jì)．

(1)通過計(jì)算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂?

(2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為多少?

Answer 1

解：(1)以表內(nèi)氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)的壓強(qiáng)為置p₁=1.0x10⁵pa

    溫度為T₁=273+27=300K

    其末狀態(tài)的壓強(qiáng)為P₂，溫度為T₂=273―21=252K

    根據(jù)氣體的狀態(tài)方程，有

     解得：

   如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的，則外界的大氣壓強(qiáng)為：

  ，

大于山腳下的大氣壓強(qiáng)(即常溫下的大氣壓強(qiáng))，這顯然是不可能的

    所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂．

(2)當(dāng)時(shí)外界的大氣壓強(qiáng)為：