题目内容

【题目】如图所示,内壁光滑的气缸分为高度相等的AB、BC两部分。AB、BC,两部分中各有厚度和质量均可忽略的绝热活塞a、b,横截面积Sa=2Sb,活塞a上端封闭氧气,a、b间封闭氮气,活塞b下端与大气连通,气缸顶部导热,其余部分均绝热.活塞a离气缸顶的距离是AB高度的·活塞bBC的正中间.初始状态平衡,大气压强为p0,外界和气缸内气体温度均为27

①通过电阻丝缓慢加热氯气,求活塞b刚降至底部时氮气的温度.

②通过电阻丝缓慢加热氮气至750K,求平衡后氧气的压强.

【答案】(1) (2)

【解析】①活塞b降至底部的过程中活塞a不动,氮气经历等压变化,设AB部分的体积为V0,由题意可知:BC部分的体积为0.5V0,设氮气初态的体积为V1,温度为T1,压强为P1,末态体积为V2,温度为T2,由几何关系可得:V1= V0

由盖——吕萨克定律可得: 带入数据可得:T2=375K

②设平衡后中间氮气的体积为V3,上方氧气的体积为V4,压强为P,对中间氮气由气态方程可得:

氧气初态的体积为,对上方氧气,发生等温变化,由玻意耳定律得:

联立各式解得

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