一气象探测气球，在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦

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一气象探测气球，在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50 m³。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装置而维持其温度不变。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。

答案

解:(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳定律有
p₁V₁＝p₂V₂
式中

，p₁＝76.0cmHg，V₁＝3.50m³，p₂＝36.0cmHg，V₂是在此等温过程末氦气的体积。由上式得
V₂＝7.39m³
(2)在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从T₁＝300K下降到与外界气体温度相同，即T₂＝225K。这是一等压过程。根据盖－吕萨克定律有

＝

式中，V₃是在此等压过程末氦气的体积。由上式得
V₃＝5.54m³

举一反三

【选修3-3选做题】
为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服有一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1.0×10⁵Pa，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统。
（1）求此时航天服内的气体压强；
（2）若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0×10⁴Pa，则需补充1.0×10⁵Pa的等温气体多少升？

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如图所示，两端开口的U形管中灌有水银，右管上部另有一小段水银柱将一部分空气封在管内，若温度不变，则

[     ]
A．在左管内注入一些水银，空气柱体积将减小
B．在左管内注入一些水银，水银面高度差h  将增大
C．在右管内注入一些水银，空气柱的长度不变
D．在右管内注入一些水银，水银面高度差h将增大

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用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空，如图甲．现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器，如图乙，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是

[     ]
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内能全部自动回到A 部分

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【选修3-3选做题】
如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=

，且此时A、C端等高。平街时，管内水银总长度为

，玻璃管AB内封闭有长为

的空气柱。已知大气压强为

汞柱高。如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变。

题型：陕西省模拟题难度：| 查看答案

【选修3-3选做题】
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）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m₁和m₂，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。（已知m₁＝3m，m₂＝2m）
（1）在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为T₀）。
（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T₀缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。

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