Question

【题目】如图所示，一定质量的理想气体被封闭在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的三倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，B室容器中连接有一阀门K，可与大气相通（外界大气压等于76cmHg）。求：

(1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？

(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到500K和900K时，U形管内两边水银面的高度差各为多少？

Answer 1

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)阀门未打开时，A室气体状态为

，（是外界大气压）

阀门打开后

根据玻意耳定律得

解得

(2)打开阀门后将容器内的气体加热时，A室气体先发生等压变化。设等压变化过程，最终活塞C到最右边时温度为，则对C有

解得

由于

所以A室中的气体发生的是等压变化，故此时A室中气体压强为，U型管中高度差为0。

由于

所以从，A室气体发生等容变化。故有

解得

故U形管内两边水银面的高度差为