问题 问答题

(1)如图1所示,一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达刭平衡状态.

在此过程中______

A.气体对外界做功,内能减少

B.气体不做功,内能不变

C.气体压强变小,温度降低

D.气体压强变小,温度不变

E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少

(2)长为100cm的内径均匀的细玻璃管,一端被封闭,一端开口,当开口竖直向上时,用20cm水银柱封住49cm长的空气柱,如图2所示,当开口竖直向下时,管内被封闭的空气柱长为多少?设当时大气压强为76cmHg.

答案

(1)A、稀薄气体向真空扩散没有做功,W=0,故A错误;

B、绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递,Q=0,W=0,则根据热力学第一定律得知内能不变,故B正确;

C、D根据玻意耳定律得知,气体体积增大,压强减小,气体的内能不变,则温度不变,故C错误,D正确;

E、稀薄气体扩散体积增大,分子数密度减小,单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少.故E正确;

故选BDE.

(2)取被封闭在玻璃管中的气体为研究对象,在转动过程中可以认为气体的质量和温度不变,故应用玻意耳定律求解.

初状态:p1=(76+20)cmHg=96 cmHg,L1=49cm

末状态:p2=(76-20)cmHg=56 cmHg,L2=?

根据玻意耳定律有:p1L1S=p2L2S

解得 L2=

p1L1
p2
=84cm

由于L2+20=104cm,大于管长100cm,说明水银将要溢出一部分.

设末状态管内水银柱长为xcm,则

p2=(76-x)cmHg,L2=(100-x)cm

根据玻意耳定律有 p1L1S=p2L2S

得(76+20)×19=(76-x)•(100-x)

整理得:x2-176x+2896=0

解得:x2=18.4cm,x'=157.6cm(舍去)

所求气柱长为:100-x=81.6cm 

故答案为:(1)BDE;

(2)当开口竖直向下时,管内被封闭的空气柱长为81.6cm.

选择题
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