Question

【題目】如圖所示，內壁光滑的氣缸分為高度相等的AB、BC兩部分。AB、BC,兩部分中各有厚度和質量均可忽略的絕熱活塞a、b，橫截面積Sa=2Sb，活塞a上端封閉氧氣，a、b間封閉氮氣，活塞b下端與大氣連通，氣缸頂部導熱，其余部分均絕熱．活塞a離氣缸頂的距離是AB高度的·活塞b在BC的正中間．初始狀態平衡，大氣壓強為p0，外界和氣缸內氣體溫度均為27℃．

①通過電阻絲緩慢加熱氯氣，求活塞b剛降至底部時氮氣的溫度．

②通過電阻絲緩慢加熱氮氣至750K，求平衡后氧氣的壓強．

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】①活塞b降至底部的過程中活塞a不動，氮氣經歷等壓變化，設AB部分的體積為V0，由題意可知：BC部分的體積為0.5V0，設氮氣初態的體積為V1,溫度為T1，壓強為P1，末態體積為V2，溫度為T2，由幾何關系可得：V1= V0，

由蓋——呂薩克定律可得： 帶入數據可得：T2=375K

②設平衡后中間氮氣的體積為V3，上方氧氣的體積為V4，壓強為P，對中間氮氣由氣態方程可得：

氧氣初態的體積為，對上方氧氣，發生等溫變化，由玻意耳定律得：

聯立各式解得：