(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K分别加热到400 K和540 K,U形管内两边水银面的高度差各为多少?
答案 (1)V0 (2)0 15.2 cm
解析 (1)初始时,pA0=p0+ρgh=2 atm,VA0=
打开阀门后,A室气体等温变化,pA=1 atm,体积为VA,由玻意耳定律得
pA0 VA0=pAVA
VA==V0
(2)假设打开阀门后,气体从T0=300 K升高到T时,活塞C恰好到达容器最右端,即气体体积变为V0,压强pA仍为p0,即等压过程.
根据盖吕萨克定律=得
T=T0=450 K
因为T1=400 K<450 K,所以pA1=pA=p0,水银柱的高度差为零.
从T=450 K升高到T2=540 K为等容过程.根据查理定律=,得pA2=1.2 atm.
T2=540 K时,p0+ρgh′=1.2 atm,
故水银高度差h′=15.2 cm.
二、气体的图像问题
要会识别图像反映的气体状态的变化特点,并且熟练进行图像的转化,理解图像的斜率、截距的物理意义.当图像反映的气体状态变化过程不是单一过程,而是连续发生几种变化时,注意分段分析,要特别关注两阶段衔接点的状态.
例3 一定质量的理想气体,在状态变化过程中的p-T图像如图3所示.在A状态时的体积为V0,试画出对应的V-T图像和p-V图像.
图3
答案 见解析图
解析 对气体A→B的过程,根据玻意耳定律,有p0V0=3p0VB,则VB=V0,C→A是等容