B.先等温压缩,再等容降温
C.先等容升温,再等温压缩
D.先等容降温,再等温压缩
解析:选BD 气体状态无论怎样变化,其比值却不能改变。A项中气体先经V↑p↓T不变的过程,再经T↓p↓的等容过程,压强降了再降,不可能回到初态的压强p值,故A不正确;B项中,T不变,V↓p↑之后V不变,T↓p↓,压强增了之后又减小,可能会回到初态压强值p,故B正确;C项中,V不变,T↑p↑之后T不变,V↓p↑,压强增了再增,末态压强必大于初态压强值p,C项不可能实现;D项中,V不变,T↓p↓之后T不变,V↓p↑,压强先减后增,末态压强可能等于初态压强值p,D项正确。
2.如图所示,粗细均匀的、一端封闭一端开口的U形玻璃管,当t1=31 ℃、大气压强p0=1 atm时,两管水银面相平,这时左管被封闭气柱长l1=8 cm。求:
(1)当温度t2等于多少时,左管气柱长l2为9 cm?
(2)当温度达到上问中温度t2时,为使左管气柱长l3为8 cm,则应在右管再加多高的水银柱?
解析:(1)取左管中气体为研究对象,
初状态p1=1 atm=76 cmHg,T1=t1+273 K=304 K,
V1=l1S=(8 cm)·S(设截面积为S)。
因为左管水银面下降1 cm,右管水银面一定上升1 cm,则左右两管高度差为2 cm,因而末状态
p2=(76+2)cmHg=78 cmHg,V2=(9 cm)·S。
由气体状态方程=,
代入数据解得T2=351 K,从而知t2=78 ℃。
(2)在78 ℃情况下,气柱长从9 cm减小到8 cm,体积减小,压强一定增大,即压强大于78 cmHg,故要往右管加水银。
由气体状态方程=,且V1=V3,T2=T3
有:p3==76× cmHg=87.75 cmHg,
故应在右管加水银柱(87.75-76)cm=11.75 cm。
答案:(1)78 ℃ (2)11.75 cm
理想气体三种状态变化的图像