Question

如圖所示，系統(tǒng)由左右連個側(cè)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(dǎo)熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)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(qiáng)p0，溫度為T0=273K，連個活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1 p0。系統(tǒng)平衡時，各氣體柱的高度如圖所示�，F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴�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(dá)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

（1）第二次平衡時氮氣的體積；

（2）水的溫度。

 

Answer 1

（1）2.7hS；(2)368.55K

【解析】

試題分析：（1）考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為，體積為hS，末態(tài)體積為0.8hS。

設(shè)末態(tài)的壓強(qiáng)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(tài)壓強(qiáng)為1.1，體積為V；末態(tài)的壓強(qiáng)為，體積為，則

②

③

由玻意耳定律得

④

（2）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(tài)體積和溫度分別為和，末態(tài)體積為。設(shè)末態(tài)溫度為T，由蓋-呂薩克定律得

⑤

考點：氣體實驗定律