(可视为理想气体),两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10 cm。(环境温度不变,大气压强p0=75 cmHg)Р图3-7Р (1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位);Р(2)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”),气体将________(填“吸热”或“放热”)。Р解析(1)设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后,左管中封闭气体压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得Рp1V1=p2V2①Рp1=p0②Рp2=p+ph③РV1=l1S④РV2=l2S⑤Р由几何关系得h=2(l2-l1)⑥Р联立①②③④⑤⑥式,代入数据得p=50 cmHg⑦Р(2)左管内气体膨胀,气体对外界做正功,温度不变,ΔU=0,根据热力学第一定律,ΔU=Q+W且W<0,所以Q=-W>0,气体将吸热。Р答案(1)50 cmHg (2)做正功吸热Р如图3-8所示,倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体,轻质活塞可无摩擦地上下移动,活塞的横截面积为S,活塞的下面吊着一个重为G的物体,大气压强恒为p0。起初环境的热力学温度为T0时,活塞到汽缸底面的距离为L。当环境温度逐渐升高,导致活塞缓慢下降,该过程中活塞下降了0.1L,汽缸中的气体吸收的热量为Q。求:Р图3-8Р (1)汽缸内部气体内能的增量ΔU;Р(2)最终的环境温度T。Р解析(1)密封气体的压强p=p0-(G/S)Р密封气体对外做功W=pS·0.1LР由热力学第一定律ΔU=Q-WР得ΔU=Q-0.1p0SL+0.1LGР(2)该过程是等压变化,由盖-吕萨克定律有Р=Р解得T=1.1T0。Р答案(1)Q-0.1p0SL+0.1LG (2)1.1T0
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