1、水银柱基本思路：假设等容假定水银柱两侧气体体积不变，那么，由于温度变化，必引起气体的压强变化（微观上引起气体分子热运动的变化一加剧或减慢） ，比较这两部分气体压强变化的大小，从而判断出水银柱移动的方向基本方法：（l）公式法 例取水银柱两侧气体为研究对象，设两侧气体分别为 A 和 B，假定这两部分气体的体积不变，对于 A 部分气体，由查理定律得：BApT由更比、分比定理得： AApT同理，对 B 部分气体， BB两式相比，得判断式： BABATp显然，水银柱移动方向决定于三项比值的乘积。若 1BAp，水银柱就向 B 处移动；若 ，水银柱就向 A 处移动若 1BAp，说明气体温度尽管变化了，但水银
2、柱仍处于平衡而不移动。两个体积不等的容器 A、B 装有不同的气体，用一段水平细玻璃管相连，玻璃管中间有一小段水银柱将两种气体隔开，如图所示，此时 A 气体温度为 27，B 气体温度为 77（细管体积不计，不考虑玻璃的膨胀） 若：两边温度均升高 40，水银柱如何移动?A 气体温度下降 7，同时 B 气体升高 3，水银柱如何移动？为了使水银柱不移动，A、B 气体的温度应按什么规律变化？ 解答由于升温前，水银柱处于平衡，故PA=PB，T A=300K，T B=350K，而 TA=TB40K16740351Ap水银柱向 B 瑞移动由于 TA=-7K，T B3K故容器 A 降温压强减小，B 升温压强增大
3、，水银柱向 A 端移动为了使水银柱不发生移动，必须1Bp即1BABATp初始压强相等，P A=PB BAT说明了两容器中初始压强相等，只要温度的变化与它们初温度成正比，水银柱就仍保持静止而不移动。（2）图象法 例假设水银柱两侧气体体积不变，在 PT 图上作出这两部分气体的等容线，利用等容线求出与温度变化量 T 所对应的压强变化量 P，根据 P 间的大小关系可判断出水银柱的移动方向如图所示，两端封闭的 U 型管中有一段水银将空气隔成 A、B 两部分，当管竖直放置时，玻璃管内空气柱长分别为 LA和 LB，现将玻璃管周围温度逐渐升高时，则（ ）A、L A变长，L B变短 B、L A变长，LB变短C、
4、L A和 LB不变化 D条件不足，不能判断解答由题意可知，在原来温度（设为T0）下 PBP B，我们假设 LA和 LB不变，可在图中作出两条等容线，可看出斜率大的是 B 气体的等容线，斜率小的是 A气体的等容线当温度升高 T 时（即从横轴 TO处向右移 T） ，从图中看出PB PB，故 B 端水银面要上升，A 端水银面要下降，所以本题正确答案为 B引伸：如果本题改为“周围温度逐渐下降”情况如何呢？在 P-T 图上，当温度下降 T 时，在 T0处向左移 T，则 P BP A，说明 B 管内压强减少得比 A 管压强减少要多，所以 B 水银面要下降，A 水银面要上升，即 LB变短，L A变长（3）微
5、观分析法 例 气体的性质是由气体分子运动的特点决定的，在气体的状态参量中，压强和温度都直接与气体分子的运动有关温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越激烈；气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，因此气体压强是由单位体积内的分子数和分子的平均速率决定的，单位体积内分子数 n 越多，气体的温度越高。气体分子平均速率越大，气体的压强也越大利用这个结论，就可以通过对气体的定性微观分析也可判断出水银柱移动的方向。两端封闭粗细均匀的玻璃管，中间有一段水银柱将某一气体隔开为 A、B 两部分A、B 两部分的温度都是 2O，若使 A、B 同时升高相等的温度，则以下三种情况下，水银柱是否移动？
6、若移动，向哪一端移动？玻璃管水平放置；玻璃管 B 在上，A 在下竖直放置；玻璃管 B 在上 A 在下倾斜放置 解答当玻璃管水平时，升温前比 PA=PB，T A=TB，说明两边单位体积内的气体分子数及分子平均动能都相同，当两边气体同时升高相同温度时，两边单位体积内分子数不变，增加的动能相同，因此A、B 两端压强的增加也相同，所以水银柱不发生移动若玻璃管竖直放置，如图所示，在升温前，可判断出 PAP B，又因 TA=TB，且水银柱处于平衡，说明了 A 气体单位体积内的分子数 nA大于 B 气体单位体积内的分子数nB，当两边气体升高同一温度时，气体分子平均动能都要增加相同的值，由于 nAn B，因此
7、，A 内气体分子的平均动能增加量要大于 B 内气体分子平均动能增加量，宏观上出现 PA=PB，故水银柱要竖直向上移动跟分析相同，故水银柱要沿玻璃管上移用微观分析法判断水银柱移动方向，有利于帮助我们建立微观模型，培养抽象思维和逻辑思维的能力（4）极限推理法 例 如果在物理变化过程中，物理量的变化是连续的，而且因变量随自变量的变化是单调的，那么，就可将这一物理变化过程合理地推到理想的极限状态来研究，这样我们就可以用极限状态为依据来判断其它的变化，使问题变得明朗化而迅速得出结论在两端封闭，内径均匀的玻璃管内有一段水银柱将气体分隔为两部分，并使玻璃管倾斜为跟水平成 角，这时水银柱处于静止，如图所示，现
8、将环境温度逐渐降低，则水银柱将（ ）A、不动 B、上升 C、下降 D、无法判断解答设想将这环境温度逐渐降低到 0K 即推理到气体理想的低温极限一绝对零度，水银柱两侧的气体的压强也趋近到零，水银柱将在重力作用下下落，故本题正确答案选 C2、温度不变时水银柱移动问题温度不变时，由于气体体积的变化，气体压强也会发生变化，从而引起水银柱移动 （l）由于容器放置位置的变化而引起的水银柱的移动假设水银柱不动，分析容器位置的变化而导出气体压强的变化情况，从而判断水银柱的移动方向 例开口向下的竖直玻璃管内有一段水银柱将管内气体与外界隔开，今将玻璃管缓慢倾斜一个小角度 时，则水银柱将（ ）A、不发生移动B、沿着
9、管壁向上移一段小距离C、沿着管壁向下移动一段小距离D无法确定解答假设水银柱不动，气体原先压强为 P0-h（设外界大气压强为 P0） ，当玻璃管倾斜一小角度 时，封闭气体的压强为 P0 hcos，可见压强增大根据玻意耳定律，气体体积应减小，所以水银柱要向上移动，故应选择 B（2）由于系统的运动状态的改变而引起水银柱的移动同样也是先假设水银柱不动，分析由于系统的运动状态，导致水银柱两侧气体压强如何变化，根据气体压强的变化情况推断水银柱的移动方向 例一根两端封闭的竖直玻璃管 AB 内有一段水银柱封闭着两部分气体而处于平衡状态，如图所示若温度不变，当玻璃管自由下落时，水银柱如何移动？ 解答假设水银柱不动，当玻璃管自由下落时，水银柱处于完全失重状态，使得 B 端气柱的压强减小，根据玻意耳定律，B 端气体的体积应增大，所以水银柱应向上移动
