Question

如圖所示，系統由左右連個側壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通。容器內兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強p₀，溫度為T₀=273K，連個活塞因自身重量對下方氣體產生的附加壓強均為0.1 p₀。系統平衡時，各氣體柱的高度如圖所示。現將系統的底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求

（1）第二次平衡時氮氣的體積；
（2）水的溫度。

Answer 1

（1）2.7hS；(2)368.55K

解析試題分析：（1）考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態壓強為，體積為hS，末態體積為0.8hS。
設末態的壓強為P，由玻意耳定律得
             ①
活塞A從最高點被推回第一次平衡時位置的過程是等溫過程。該過程的初態壓強為1.1，體積為V；末態的壓強為，體積為，則
         ②
                     ③
由玻意耳定律得
      ④
（2）活塞A從最初位置升到最高點的過程為等壓過程。該過程的初態體積和溫度分別為和，末態體積為。設末態溫度為T，由蓋-呂薩克定律得
                   ⑤
考點：氣體實驗定律