Question

【题目】如图所示，一根两端开口、横截面积为足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长的气柱，气体的温度为，外界大气压取（相当于高的汞柱压强）．

（1）若在活塞上放一个质量为的砝码，保持气体的温度不变，则平衡后气柱为多长？（）

（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到，此时气柱为多长？

（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为，则气体的内能增加多少？

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）被封闭气体的初状态为，

末状态压强，

根据玻意耳定律，有，即，得

（2）对气体加热后，气体的压强不变，

根据盖—吕萨克定律，有，即，得.

（3）气体对外做的功

根据热力学第一定律

得，即气体的内能增加了8.95J.