Question

一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置，左端封闭，右端（足够长）开口向上，左端封有一定质量的理想气体，初始状态左右两管水银面相平，如图所示．封闭气体的温度为27℃，大气压强为75cmHg．求：
①若沿右侧管壁缓慢加入5cm长的水银柱并与下方的水银合为一体，为使封闭气体保持原来的长度，应使气体的温度变为多少？
②此过程封闭气体分子的平均动能______（选填“增大”或“减小”），气体将______（选填“吸热”或“放热”）

Answer 1

【答案】分析：①根据玻璃管两边的液面差，求出两个状态下气体的压强，气体做等容变化，根据气态方程即可求出后来气体的温度．
②此过程温度升高，内能增大，气体不做功，根据热力学第一定律分析可知应吸热．
解答：解：①初态：p₁=p=75 cmHg，T₁=273+27K=300K
      末态：p₂=p+5cmHg=80 cmHg，T₂=？
由，解得：T₂=320K 即t=47℃
故应使温度变为47℃．
②此过程温度升高，内能增大，而气体不做功，根据热力学第一定律得知，气体将吸热．
答：①应使气体的温度变为47℃；
②增大，吸热．
点评：利用理想气体状态方程解题，关键是正确选取状态，明确状态参量，尤其是正确求解被封闭气体的压强，这是热学中的重点知识，要加强训练，加深理解．