如图所示,一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足

2025-04-24 09:19:29
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回答1:

(1)被封闭气体的初状态为:
  P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg,V1=LS=21S,T1=280K
末态为:P2=P0+

mg
s
=1.0×105+
0.1×10
2×10?4
=1.05×105pa=78.75cmHg, V2=L2S,T2= T1=280K
根据玻意耳定律,有:P1V1=P2V2
即:P1L1=P2L2
得:L2=
P1
P2
L1
=
75
78.5
×21cm=20cm

(2)对气体加热后,气体的状态变为:
P3= P2,V3=L3S,T3=350K 
根据盖?吕萨克定律,有:
V2
T2
V3
T3

即:
L2
T2
L3
T3

得:L3
T3
T2
L2
350
280
×20cm=25cm

(3)气体对外做功
W=P2Sh=P2S(L3-L2)=1.05×105×2×10-4×(0.25-0.20)J=1.05J
根据热力学第一定律有:△U=W+Q=-1.05+10=8.95J
答:(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的砝码,保持气体的温度t1不变,则平衡后气柱为20cm
(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到t2=77℃,此时气柱为25cm.
(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加8.95J