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

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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6.0×10⁴Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是－21℃，表内气体体积的变化可忽略不计。
(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？
(2)当时外界的大气压强为多少？

答案

（1）向外爆裂（2）2.4×10⁴Pa

解析

试题分析：①以表内气体为研究对象，
初状态：

，
末状态：压强为

，
根据查理定律，有

解得

如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的，则外界的大气压强至少为

，
大于山脚下的大气压强（即常温下大气压强），这显然是不可能的，所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的．②当时外界的大气压强为：

点评：根据查理定律求出温度为-21℃时表内气体的压强，再分析表盘是向外爆裂还是向内爆裂的．根据表盘玻璃将爆裂时内外压强差求出当时外界的大气压强．

举一反三

汽车行驶时轮胎的胎压过高易造成爆胎事故，太低又会造成油耗上升。已知某型号轮胎能在－40℃～90℃的环境中正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过标准大气压的3.5倍，最低胎压不低于标准大气压的1.6倍，那么在t=20℃时给轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？（设轮胎的容积不变）

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2011年4月8日，在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看作理想气体．
(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；
(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；

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如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍，已知外界大气压强为p₀，求此过程中气体内能的增加量。