Question

【題目】如圖，體積為V的密閉的汽缸，兩側與一“U”形細管的兩端相連，汽缸壁導熱，“U”形管內盛有水銀。絕熱活塞通過插銷固定，將汽缸分成左、右兩個氣室，開始時，左氣室的體積是右氣室的體積的一半，氣體的壓強均為75 cmHg。外界溫度恒為27℃。緩慢加熱左氣室的氣體，使兩側水銀面的高度差h =25 cm，“U”形管中氣體的體積和活塞的體積忽略不計，氣室內氣體可視為理想氣體。

(i)求此時左氣室內氣體的溫度；

(ii)保持①中左氣室內溫度不變，拔掉活塞的插銷，活塞可無摩擦移動，求最后穩定時，氣體的壓強和左氣室內氣體體積的增加量。

Answer 1

【答案】(1) （2） ,

【解析】(i)右氣室內氣體溫度、體積均不變，壓強不變。左氣室氣體出狀態p0 =75 cmHg，T0 = 300 K。加熱后，p =100 cmHg

由查理定律

得T = 400 K

(ii)最終兩氣室內氣體壓強相等，設為p，左氣室總增加量為V，由玻意耳定律得：

解得： ，p =83 cmHg