Question

2．如图，A容器容积为10L，里面充满12atm、温度为300K的理想气体，B容器是真空，现将A中气体温度升高到400K，然后打开阀门S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到4atm时，关闭阀门，这时B容器内的压强是3atm．不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积．

Answer 1

分析 以A、B中气体为研究对象，分别研究其初、末状态，根据气体方程列式可求解

解答 解：设A容器容积为V_A，温度T₀=（273+27）K=300 K时，压强为p₀；温度升高到T₁=400 K时，压强为p₁
根据查理定律有：$\frac{{P}_{0}}{{T}_{0}}$=$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$
解得：p₁=16 atm
对于气体膨胀过程，为等温变化，以膨胀后A中气体为研究对象，
初态：p₁′=16 atm，体积为V₁′
末态：p₂′=4 atm，V₂′=V_A=10 L
根据玻意耳定律有p₁′V₁′=p₂′V₂′
得V₁′=2.5 L．
对B中气体
初态：p=16 atm V=V_A-V₁′=7.5 L
末态：p′=3 atm，V′=V_B
同理有：pV=p′V′
得：V_B=V′=40L
答：B容器的容积为 40L．

点评 本题关键找出已知状态参量，选取不同的气体作为研究对象，然后根据理想气体状态方程列方程求解