7.(安徽省安庆一中,安徽师大附中,湖南长沙一中等四省五校2018届高三上学期期末联考)两个相同的上端开口的柱状容器用带有活栓的细管(细管中容积不计)相连,开始时活栓是关闭的,如图所示,容器1中在质量为m的活塞下方封闭有一定质量的理想气体,气体体积为;容器2中质量为的活塞位于容器底且没有气体,每个容器内都能保持与外界环境温度相同。现保持环境温度不变,打开活栓,使两容器中气体达到稳定状态。已知环境温度为T0,容器的容积都为V0,活塞横截面积S满足关系:mg=(p0为外界大气压强)。不计活塞与容器间摩擦,活塞与容器间密封性能良好。求:
(1)稳定后容器1内和容器2内气体的体积各为多少?
(2)稳定后固定容器2中活塞的位置,再缓慢升高环境温度使容器1中的活塞回到最初的位置,求此时的环境温度。
答案:(1)V1=0;V2=0.6V0 (2) T=2.2T0
解析:(1)打开活栓后,左侧容器中活塞到底。
由等温变化知(+p0)=(+p0)V2
得V2=0.6V0
(2)容器1中活塞回到初位置则气体压强变为,由理想气体状态方程得(×)/T0=(+)/T
得T=2.2T0
能力提升
一、选择题(1、2题为单选题,3题为多选题)
1.(无锡市天一中学2016年高二下学期期中)如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近哪个图象( A )
解析:当水银柱未进入细管时,封闭气体压强不变,发生等压变化,根据盖·吕萨克