题目内容
(1)再次平衡时,氢气的压强是多少?
(2)水的温度是多少?
分析:(1)以B上方的氢气为研究对象,分析初末两个状态,整个过程中氢气的温度不变,为等温变化.根据波意耳定律可求出再次平衡时氢气的压强.
(2)结合第一问的结果,求出氮气的末状态的压强,分析氮气的初末两个状态的状态参量,利用理想气体的状态方程,可求出氮气末状态的温度,即为水的温度.
(2)结合第一问的结果,求出氮气的末状态的压强,分析氮气的初末两个状态的状态参量,利用理想气体的状态方程,可求出氮气末状态的温度,即为水的温度.
解答:解:(1)由题意可知氢气的等温过程,初态压强为P0,体积为hS;末态体积为0.8hS,设末态的压强为p.
由玻意耳定律有:p0?hS=p?0.8hS
解得:P=
=1.25P0
(2)氮气初态压强为P1=1.1P0,体积为V1=2hS,温度为:T1=273K
末态压强:P′=P+0.1P0=1.35P0,体积V′=2.2hs,末态温度等于水的温度,设为T
由气态方程有:
=
解得:T=1.35T0=368.55K
答:(1)再次平衡时,氢气的压强是273K
(2)水的温度是368.55K
由玻意耳定律有:p0?hS=p?0.8hS
解得:P=
| P0hs |
| 0.8hs |
(2)氮气初态压强为P1=1.1P0,体积为V1=2hS,温度为:T1=273K
末态压强:P′=P+0.1P0=1.35P0,体积V′=2.2hs,末态温度等于水的温度,设为T
由气态方程有:
| 1.1p0?2hS |
| T0 |
| 1.35p0?2.2hS |
| T |
解得:T=1.35T0=368.55K
答:(1)再次平衡时,氢气的压强是273K
(2)水的温度是368.55K
点评:该题考查理想气体状态方程状态方程的应用.解题的关键是确定被封闭气体的状态和状态参量,该题特别注意通过氢气的压强求氮气的压强时,注意活塞的重力产生的压强.
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