Question

【题目】图中系统由左右两个侧壁绝热底部截面均为S的容器组成。左边容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强为p0，两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，通过导热底部对氮气加热，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求：

① 第三次平衡时氢气的压强；

② 第二次平衡时氮气的体积。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（1）考虑氢气的等温过程，该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS，设末态压强为p，

由玻意耳定律可得：p(0.8hS)=p0hS

解得p=1.25p0

（2）活塞A从最高点被推回第一次平衡位置的过程是等温过程，该过程的末态压强为1.1p0，体积为V，末态压强为p′，末态体积为V′，则：p′=p+0.1p0=1.35p0

由玻意耳定律可得：1.1p0V=p′V′

解得V=2.7hS