Question

【题目】如图所示，有一光滑的导热性能良好的活塞C将容器分成A、B两室，A室体积为V0，B室的体积是A室的两倍，A、B两室分别放有一定质量的理想气体．A室上连有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），当两边水银柱高度为19cm时，两室气体的温度均为T1=300K．若气体的温度缓慢变化，当U形管两边水银柱等高时，（外界大气压等于76cm汞柱）求：

①此时气体的温度为多少？

②在这个过程中B气体的内能如何变化？从外界吸热还是放热？（不需说明理由）

Answer 1

【答案】①T=240K ②内能减少；外界对气体不做功，气体对外界放热．

【解析】

试题分析：①由题意知，气体的状态参量为：

初状态对A气体：VA=V0，TA=T1=300K，pA=p0+h=95cmHg，

对B气体：VB=2V0，TB=T1=300K，pB=p0+h=95cmHg，

末状态，对A气体：VA′=V，pA′=p0=76cmHg， 对B气体：pB′=p0=76cmHg，VB′=3V0-V，

由理想气体状态方程得：对A气体：

对B气体：

代入数据解得：T=240K，V=V0

②气体B末状态的体积：VB′=3V0-V=2V0=VB，

由于气体体积不变，外界对气体不做功，

气体温度由300K降低到240K，温度降低，内能减小△U＜0，

由热力学第一定律：△U=W+Q可知：Q=△U-W=△U＜0,则气体对外放出热量．