(2011•黄浦区一模)如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部都由一细管连通(忽略细管的容积).两气缸各有一个活

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  • 解题思路:(1)不加物体时,两侧等高,说明活塞产生的压强相等;在两活塞上同时各放一质量为m的物块后,气体全部在左侧汽缸中,先求解出气压,然后根据玻意耳定律列式求解;

    (2)等压膨胀过程,先根据盖-吕萨克定律列式求解末状态体积,然后求解气体对活塞做多少功,最后根据热力学第一定律判断气体的吸放热情况.

    (1)设左、右活塞的面积分别为S1和S2,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即:[5mg

    S1=

    3mg

    S2

    由此得S1=

    5/3S2

    在两个活塞上各加一质量为m的物块后,右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中.

    在初态,气体的压强为

    3mg

    S2],体积为[8/3S2h;

    在末态,设左活塞的高度为x,气体压强为

    18mg

    5S2],体积为[5/3S2x

    由P1V1=P2V2得:

    3mg

    S2]×[8/3S2h=

    18mg

    5S2]×[5/3S2x

    解得:x=

    4

    3h

    即两活塞的高度差为

    4

    3h

    (2)当温度由T0上升至T时,气体的压强始终不变,设x′是温度达到T时左活塞的高度,由

    V0

    T0=

    V

    T]得:x′=

    T

    T0x=

    4Th

    3T0

    活塞对气体做的功为:W=Fs=6mg(x′−x)=8mgh(

    T

    T0−1)

    气体对外做功,内能也增加,根据热力学第一定律,在此过程中气体吸收热量;

    答:(1)气体再次达到平衡后两活塞的高度差为

    4

    3h.

    (2)气体对活塞做了8mgh(

    T

    T0−1)的功,气体是吸收热量.

    点评:

    本题考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强.

    考点点评: 本题关键是明确气体经历等压过程,然后灵活地选择气体实验定律列方程求解,根据热力学第一定律判断吸放热情况.

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