题目内容
【题目】如图所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76 cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通(外界大气压等于76 cmHg)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K时,U形管内两边水银面的高度差各为多少?
【答案】(1) (2) 0 15.2 cm
【解析】本题考查理想气体的状态方程。
(1)开始时, ,
打开阀门,A室气体等温变化, ,体积为
由玻意耳定律得
得
(2)设打开阀门后将容器内气体从T0=300 K升到T,体积由变到V0,气体发生等压变化.
由盖—吕萨克定律得,即
因T1=400 K<450 K,气体压强为,故水银柱高度差为0.
从T=450 K升高到T2=540 K过程中,气体发生等容变化.
由查理定律得
T2=540 K时,水银面的高度差为(1.2-1)×76 cm=15.2 cm.
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