Question

10．如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为27℃的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体加热，使两管内水银柱等高，求：
①此时左管内气体的温度为608k；
②左管内气体吸收（填“吸收”或“放出”） 的热量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）气体增加的内能．

Answer 1

分析 ①以封闭气体为研究对象，应用理想气体状态方程求温度；
②根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功

解答 解：①初状态：P₁=55cmHg，
V₁=30S  T₁=300K
升温后，水银面左管下降14cm，右管上升7cm  P₂=76cmHg
V₂=44S
由理想气体状态方程得：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
得 T₂=608K  
②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．
故答案为：①608K
②吸收、大于

点评 根据图示求出封闭气体压强，熟练应用理想气体的状态方程即可正确解题；本题的难点是：气体最终状态的压强．