如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，DE=60cm．在水平段DE

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如图，内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口，AB、CD段竖直，BC、DE段水平，AB=100cm，BC=40cm，CD=50cm，DE=60cm．在水平段DE内有一长10cm的水银柱，其左端距D点10cm．在环境温度为300K时，保持BC段水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，使A端在水银面下10cm．已知大气压为75cmHg且保持不变
（1）若环境温度缓慢升高，求温度升高到多少K时，水银柱刚好全部溢出；
（2）若环境温度缓慢降低，求温度降低到多少K时，水银柱刚好全部进入CD段．

答案

（1）A端插入水银槽后，液柱向右移动10cm，
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律可得

，
解得：T2=

T1=

240S

200S

×300=360K；
（2）当液柱刚好全部进入CD管时，水银槽中的水银将沿AB管上升10cm．
封闭气体体积及压强：V₃=160Scm³，p₃=65cmHg．
由理想气体状态方程得：

p1V1

p3V3

，
则T3=

p3V3

p1V1

T1=

65×160S

75×200S

×300=208K；
答：（1）温度升高到360K时，水银柱刚好全部溢出；
（2）温度降低到208K时，水银柱刚好全部进入CD段．

举一反三

节日儿童玩耍的氢气球充气时只充到其极限体积的

．将充好气的氢气球释放，上升过程中，随着大气压减小，气球会膨胀，达到极限体积时爆炸．已知地面的大气压强为750mmHg（毫米柔柱），大气压强随海拔高度的变化规律是：每升高12m，大气压强减小1mmHg．假定在气球上升高度内大气温度是恒定的，气球内外压强相等，求：
（1）气球达到极限体积时气体的压强；
（2）气球能上升的最大高度；
（3）从微观上解释气体压强变化的原因．

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如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，则此过程中（　　）

A．气体的温度升高

B．气体对外放热

C．气体对外界做功

D．气体分子间的平均距离变小

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（1）下列说法正确的是______
A．当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大
B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为N_A，则该种物质的分子体积为
C．自然界发生的一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
（2）根据分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是______
A．布朗运动是液体分子的运动，说明分子在做永不停息的无规则运动
B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力

C．温度是物体分子热运动的平均动能的标志，因而绝对零度是可能达到的
D．第二类永动机不可能制造成的原因是因为违背了能的转化和守恒定律
（3）如图所示，质量为m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度h₁=40cm，此时气体的温度T₁=300K．现缓慢给气体加热，气体吸收热量Q=420J，活塞上升到距气缸底h₂=60cm处．已知活塞面积S=50cm²，大气压强P₀=1.0×10⁵Pa，不计活塞与气缸之间的摩擦，重力加速度g取10m/s²．求：给气体加热的过程中，气体增加的内能△U．

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一个内壁光滑、绝热的气缸固定在地面上．绝热的活塞B下方封闭着空气，这些空气分子之间的相互作用力可以忽略．在外力F作用下，将活塞B缓慢地向上拉一些．如图所示．则缸内封闭着的气体（　　）

A．分子平均动能不变

B．单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少

C．单位体积内气体的分子个数增加

D．若活塞重力不计．拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量

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如图所示有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，已知气缸内总高度40cm，缸的内部横截面积为100cm²，若用气密性很好的光滑活塞将气缸中的气体全部密封起来，再在活塞上放一重物，稳定后活塞离缸底30cm高，外界大气压强P₀=1×10⁵Pa，环境温度保持恒定．则
（1）密封稳定后气体的压强为多少？活塞与重物的总质量为多少？（取g=10m/s²））
（2）若某同学先将一不规则小铁块放入气缸后，再用题中的活塞将气体封住，也放上同样的重物，再次稳定时活塞离缸底距离35cm，则小铁块的体积为多少？

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