Question

物理题（高一）

一定量的气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K。有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分为AB两室，VB=2VA，A室上连接有一U形管，U形管内气体忽略不计，两边水银柱高度差76cm（与A相连那边低）。B室容器中连接有一阀门K可与大气相通，外界打起压强为76cmHg。问：（1）打开阀门K，A室气体变为多少？（2）打开阀门K，将气体从300K分别加热到400K和540K，U形管两边水银高度差为多少？

Answer 1

“（1）打开阀门K，A室气体变为多少？”应该是A室体积变为多少吧？如是这样，K打开后B室压强与大气压相同，由于是光滑导热活塞，A室气体温度仍为300K。对A，由玻意尔定律可得：
P1VA=P0VA‘；P1=2P0，所以VA’=2VA。
（2）原来的总体积是3VA，打开阀门K，A的体积成2VA，则B体积为VA。由于阀门开着，在活塞C碰到器壁前A气体压强均为P0，由等压变化可知，从300K到400K，2VA/300=VA‘’/400，VA‘’=8VA/3，小于3VA，U形管两边水银高度差为0。由300K变到540K如果等压变化的话VA‘’=10.8VA/3大于3VA，所以实际上最终A的体积为3VA，所以P02VA/300=P3VA/540，得P=1.2P0，U形管两边水银高度差为0.2*76cm=15.2cm

Answer 2

（1）此变化过程为等温变化，VA+VB=V0，VA=V0/3
初始压强P1=2*76cmHg，终止压强P2=76cmHg
P1VA=P2VA‘
VA’=2V0/3
（2）打开阀门K，气体跟外界相通，压强不变，始终为76cmHg。

Answer 3

问你老师去！