题目内容

【题目】图中系统由左右两个侧壁绝热底部截面均为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。两个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AB下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,两个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,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。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0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(1)第二次平衡时氮气的体积;

(2)水的温度。

【答案】(12.7hS ;(2368.55K

【解析】试题分析:()考虑氢气的等温过程,该过程的初态压强为,体积为,末态体积为

设末态的压强为P,由玻意耳定律

解得

活塞A从最高点被第一次推回平衡位置的过程是等温过程,该过程的初态压强为,体积为V,末态压强为,末态体积

则:

由玻意耳定律

得:

)活塞A从最初位置升到最高位置过程为等压过程,该过程的初态体积和温度分别为2hS,末态体积为27hS

设末态温度为T,由盖-吕萨克定律

解得

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