Question

【題目】如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）．管中有一個質量不計的光滑活塞，活塞下封閉著長的氣柱，氣體的溫度為，外界大氣壓取（相當于高的汞柱壓強）．

（1）若在活塞上放一個質量為的砝碼，保持氣體的溫度不變，則平衡后氣柱為多長？（）

（2）若保持砝碼的質量不變，對氣體加熱，使其溫度升高到，此時氣柱為多長？

（3）若在（2）過程中，氣體吸收的熱量為，則氣體的內能增加多少？

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）被封閉氣體的初狀態為，

末狀態壓強，

根據玻意耳定律，有，即，得

（2）對氣體加熱后，氣體的壓強不變，

根據蓋—呂薩克定律，有，即，得.

（3）氣體對外做的功

根據熱力學第一定律

得，即氣體的內能增加了8.95J.