Question

如圖所示，一根粗細(xì)均勻、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端留有一抽氣孔。管內(nèi)下部被一活塞封住一定量的氣體（可視為理想氣體）。開始時(shí)，封閉氣體的溫度為T₁ ，活塞上、下方氣體的體積分別為3V₀、V₀，活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p₀，活塞因重力而產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.4p₀。先保持氣體溫度不變，緩慢將活塞上方抽成真空并密封，然后再對(duì)氣體緩慢加熱。求：

（1）剛開始加熱時(shí)活塞下方密閉氣體的體積V₁；

（2）活塞剛碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度T₂；

（3）當(dāng)氣體溫度達(dá)到T₃=1.6 T₁時(shí)氣體的壓強(qiáng)p₃。

Answer 1

（1）抽氣過程為等溫過程，活塞上面抽成真空時(shí)，下面氣體的壓強(qiáng)為0.4p₀，體積為V₀。

    由玻意耳定律得  (p₀+0.4p₀)V₀=0.4p₀V₁    得V₁=3.5 V₀（4分）

（2）氣體等壓膨脹，設(shè)活塞碰到玻璃管頂部時(shí)氣體的溫度是T₂。

    由蓋·呂薩克定律得  得 T₂=T₁   （4分）

（3）氣體溫度達(dá)到時(shí)氣體的壓強(qiáng)為p₃，活塞碰到頂部后的過程是等容升溫過程。

    由查理定律得      得  p₃=0.56p₀           （4分）