题目内容
(6分)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是_______。
A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B.若气体的内能不变,其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E.当气体温度升高时,气体的内能一定增大
⑵(9分)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。
(1)ADE;(2)12cm 9.2cm
解析:(1)理想气体的内能只由温度决定,由理想气体状态方程可知,若气体的压强和体积都不变,温度T也不变,所以内能也一定不变,A、E选项正确。若气体的内能不变,则温度T不变,但气体的压强和体积可以改变,B项错误。若气体的温度升高,体积增大,其压强可以不变, C项错误。由热力学第一定律知,D选项正确。
(2)设玻璃管开口向上时,空气柱压强为 ① 式中,分别表示水银的密度和重力加速度。
玻璃管开口响下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x,则, ② 式中,管内空气柱的压强。
由玻意耳定律得 ③ 式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm ④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为,则 ⑤
由玻意耳定律得 ⑥ 式中,是此时空气柱的长度。
由①②③⑤⑥9.2cm ⑦