题目内容
【题目】图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两容器的下端由可忽略容积的细管连通。
容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气. 大气的压强为p0，温度为T0＝273 K，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气柱的高度如图所示。现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8 h。氮气和氢气均可视为理想气体。求：
（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。
【答案】（i）2.7sh （ii）95.55℃
【解析】对封闭的氢气，两过程为等温变化，开始时的压强为PB=PA=P0+0.1P0=P1+0.1P0，得到P1=P0，V1=Sh，V2=0.8Sh，
，
对氮气从第一次平衡到第三次平衡，由气体状态方程得，P1=1.1P0，V1=2Sh，T1=273k，
=1.35P0，V3=2.2Sh，
得
，t=T-273=368.55-273=95.55℃
对氮气从第一次平衡到第二次平衡为等压变化，V1=2Sh，T1=273k，T2=T3=368.55k，
得
。
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