6．如图2所示,桌面上放着两个球形容器,用 U 型细玻璃管连通,在玻璃管中有一定量的水银,U 形管右侧水银面低于左侧水银面,两个容器中装有不同种的气体,当外界温度升高时 （ ）

题目

6．如图2所示,桌面上放着两个球形容器,用 U 型细玻璃管连通,在玻璃管中有一定量的水银,U 形管右侧水银面低于左侧水银面,两个容器中装有不同种的气体,当外界温度升高时 （ ）
A ．两个容器中气体的体积都不变
B ．左边容器中气体的体积变大,右边容器中气体的体积变小
C ．左边容器中气体的体积变小,右边容器中气体的体积变大
D ．摩尔质量小的气体体积变大,摩尔质量大的气体体积变小

答案

设开始的状态,左边容器的是（p1,v1,T）,右边容器的是（p2,v2,T）,后来温度升高了,状态为（p‘1,v’1,T‘）,（p’2,v‘2,T’）,理想气体状态方程为pv=nRT,
解题思路：假想有一种措施,能够让气体温度升高却体积不变,这样,压强必然增大,如果两边压强的增大量不相等,那么,两边不平衡,一旦撤去对体积的限制,气体就会推动水银,直到重新平衡,这样就会出现两边体积的变化.【你也许对这种假想的过程有怀疑,其实,无论中间过程如何,只要能够由初始状态到达最后的状态,最后的结果就都是一样的,你同样可以设想另外一种中间过程,最后结果都一样】
设气体温度升高却限制体积不变时,左右压强分别为p1*、p2*,
那么由状态方程可知,p1*=n1RT‘/v1,p2*=n2RT'/v2,
而初始状态的压强为p1=n1RT/v1,p2=n2RT/v2,
于是,左右的压强增大量为Δp1=p1*-p1=（n1/v1）R（T'-T）,
Δp2=p2*-p2=（n2/v2）R（T'-T）,
只要比较n1/v1和n2/v2就可以知道哪个压强增大量大了,由状态方程得,
n1/v1=p1/RT,n2/v2=p2/RT,
因为P1