B室的体积是A室的两倍,A、B两室分别有一定质量的理想气体.A室上连有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),当两边水银柱高度差为19 cm时,两室气体的温度均为T1=300 K.若气体的温度缓慢变化,当U形管两边水银柱等高时,求:(外界大气压等于76 cm汞柱)
图9
①此时气体的温度为多少?
②在这个过程中B气体的内能如何变化?做功情况如何?从外界吸热还是放热?(不需说明理由) 答案 (1)BD
(2)①240 K ②在这个过程中B气体的内能减少;外界对气体不做功,气体对外界放热 解析 (2)①由题意知,气体的状态参量为: 初状态 对A气体:
VA=V0,TA=T1=300 K,pA=p0+h=95 cmHg 对B气体:
VB=2V0,TB=T1=300 K,pB=p0+h=95 cmHg 末状态 对A气体:
VA′=V,pA′=p0=76 cmHg 对B气体:
VB′=3V0-V,pB′=p0=76 cmHg 由理想气体状态方程得: ?p0+h?V0p0V对A气体:= T1T2?p0+h?V0p0?3V0-V?
对B气体:= T1T代入数据解得:T=240 K,V=V0
②气体B末状态的体积:VB′=3V0-V=2V0=VB,
由于整个过程中气体B初末状态体积不变,外界对气体不做功,温度降低,内能减小,由热力学第一定律可知,气体对外放出热量.