Question

（09·寧夏物理·34）（1）帶有活塞的汽缸內封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態a，然后經過過程ab到達狀態b或進過過程ac到狀態c，b、c狀態溫度相同，如V-T圖所示。設氣體在狀態b和狀態c的壓強分別為P_b、和P_C，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Q_ab和Q_ac，則         （填入選項前的字母，有填錯的不得分）      （      ）

A. P_b >P_c，Q_ab>Q_ac

B. P_b >P_c，Q_ab<Q_ac

C. P_b <P_c，Q_ab>Q_ac

D. P_b <P_c，Q_ab<Q_ac

 (2)圖中系統由左右連個側壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通。

容器內兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強p₀，溫度為T₀=273K，連個活塞因自身重量對下方氣體產生的附加壓強均為0.1 p₀。系統平衡時，各氣體柱的高度如圖所示。現將系統的底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求

（i）第二次平衡時氮氣的體積；

（ii）水的溫度。

 

Answer 1

【答案】

（i）（ii）

【解析】（i）考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態壓強為，體積為hS，末態體積為0.8hS。

設末態的壓強為P，由玻意耳定律得

              ①

活塞A從最高點被推回第一次平衡時位置的過程是等溫過程。該過程的初態壓強為1.1，體積為V；末態的壓強為，體積為，則

                ②

                          ③

由玻意耳定律得

                  ④

(i i) 活塞A從最初位置升到最高點的過程為等壓過程。該過程的初態體積和溫度分別為和，末態體積為。設末態溫度為T，由蓋-呂薩克定律得

                    ⑤