如图所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口且足够长，开始左端空气柱长20cm，两管水银面等高．从右侧管口缓慢加入水银，左管内气柱长变为15cm．

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如图所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口且足够长，开始左端空气柱长20cm，两管水银面等高．从右侧管口缓慢加入水银，左管内气柱长变为15cm．温度不变，大气压强为p₀=75cmHg．

①加入水银的长度；
②此过程封闭气体吸热还是放热，并说明理由．

答案

①35cm ②放热

解析

试题分析：①以左端封闭气体为研究对象，设末状态右侧管内水银面比左侧高h，

加入的水银柱长为x，

解得：

cm
②由于气体温度不变，所以内能不变，外界对气体做正功，根据热力学第一定律

可知故气体放热．

举一反三

（10分）一气象探测气球，在充有压强为1.OOatm（即76.0cmHg），温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m³.在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热，保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求：
（1）氦气在停止加热前的体积
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积
（3）若忽略气球内分子间相互作用，停止加热后，气球内气体吸热还是放热？简要说明理由.

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一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内（如下图），活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

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(10分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为

、体积为

的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为

的沙子，封闭气体的体积变为

；然后将气缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为

。已知活塞面积为

，大气压强为

，g取

，求：

(i)气体体积V₁．
(ii)气缸内气体的最终体积V₂(结果保留两位有效数字)．

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如图所示，由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强

,活塞面积

,活塞质量m=4kg。环境温度不变，今在活塞上方逐渐加入细砂，使活塞缓慢下降，直到活塞距离底部的高度为初始的2/3。
(g取

)

①上述过程中下列说法正确的是

A．缸内气体的内能一定增加

B．缸内气体的压强一定增加

C．单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数不变

D．缸内气体将吸收热量

②试计算加入细砂的质量M

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（9分）如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l₁=66cm的水银柱，中间封有长l₂=6．6cm的空气柱，上部有长l₃=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为P_o=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。

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