Question

【题目】如图所示，有一光滑的导热性能良好的活塞C将容器分成A，B两室，A室体积为V0，B室的体积是A室的两倍，A，B两室分别放有一定质量的理想气体。A室上连有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计)，当两边水银柱高度差为19cm时，两室气体的温度均为T1=300K。若气体的温度缓慢变化，当U形管两边水银柱等高时，求：(外界大气压等于76cm汞柱)

（1）此时气体的温度为多少?

（2）在这个过程中B气体的内能如何变化?做功情况如何?从外界吸热还是放热?(不需说明理由)

Answer 1

【答案】（1）240K（2）内能减小；外界对气体不做功；气体对外放出热量

【解析】

（1）由题意知，气体的状态参量为： 初状态：对A气体：VA=V0，TA=T1=300K，Pa=P0+h=95cmHg，对B气体：VB=2V0，TB=T1=300K，PB=P0+h=95cmHg，

末状态，对A气体：VA′=V，Pa′=P0=76cmHg， 对B气体：PB′=P0=76cmHg，VB′=3V0-V， 由理想气体状态方程得： 对A气体：

对B气体：，

代入数据解得：T=240K，V=V0；

（2）气体B末状态的体积：VB′=3V0-V=2V0=VB，由于气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度由300K降低到240K，温度降低，内能减小△U＜0， 由热力学第一定律：△U=W+Q可知：Q=△U-W=△U＜0，则气体对外放出热量.