题目内容

【题目】如图所示,有一光滑的导热性能良好的活塞C将容器分成A、B两室,A室体积为V0,B室的体积是A室的两倍,A、B两室分别放有一定质量的理想气体A室上连有一U形管U形管内气体的体积忽略不计,当两边水银柱高度为19cm时,两室气体的温度均为T1=300K若气体的温度缓慢变化,当U形管两边水银柱等高时,外界大气压等于76cm汞柱求:

此时气体的温度为多少?

在这个过程中B气体的内能如何变化?从外界吸热还是放热?不需说明理由

【答案】T=240K 内能减少;外界对气体不做功,气体对外界放热

【解析】

试题分析:由题意知,气体的状态参量为:

初状态对A气体:VA=V0,TA=T1=300K,pA=p0+h=95cmHg,

对B气体:VB=2V0,TB=T1=300K,pB=p0+h=95cmHg,

末状态,对A气体:VA=V,pA=p0=76cmHg, 对B气体:pB=p0=76cmHg,VB=3V0-V,

由理想气体状态方程得:对A气体:

对B气体:

代入数据解得:T=240K,V=V0

气体B末状态的体积:VB=3V0-V=2V0=VB

由于气体体积不变,外界对气体不做功,

气体温度由300K降低到240K,温度降低,内能减小U<0,

由热力学第一定律:U=W+Q可知:Q=U-W=U<0,则气体对外放出热量

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