题目内容

2.如图,A容器容积为10L,里面充满12atm、温度为300K的理想气体,B容器是真空,现将A中气体温度升高到400K,然后打开阀门S,将A中的气体释放一部分到B容器,当A容器内压强降到4atm时,关闭阀门,这时B容器内的压强是3atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化,求B容器的容积.

分析 以A、B中气体为研究对象,分别研究其初、末状态,根据气体方程列式可求解

解答 解:设A容器容积为VA,温度T0=(273+27)K=300 K时,压强为p0;温度升高到T1=400 K时,压强为p1
根据查理定律有:$\frac{{P}_{0}}{{T}_{0}}$=$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$
解得:p1=16 atm
对于气体膨胀过程,为等温变化,以膨胀后A中气体为研究对象,
初态:p1′=16 atm,体积为V1
末态:p2′=4 atm,V2′=VA=10 L
根据玻意耳定律有p1′V1′=p2′V2
得V1′=2.5 L.
对B中气体
初态:p=16 atm V=VA-V1′=7.5 L
末态:p′=3 atm,V′=VB
同理有:pV=p′V′
得:VB=V′=40L
答:B容器的容积为 40L.

点评 本题关键找出已知状态参量,选取不同的气体作为研究对象,然后根据理想气体状态方程列方程求解

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