Question

7．氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示．玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連．開始時(shí)A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點(diǎn)處，右管D中水銀面高出O點(diǎn)h₁=14cm．后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，測得D中水銀面高出O點(diǎn)h₂=44cm．（已知外界大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg）
（1）求恒溫槽的溫度364K．
（2）此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能增大（填“增大”或“減小”），氣體不對外做功，氣體將吸熱（填“吸熱”或“放熱”）．

Answer 1

分析 （1）由于溫泡A內(nèi)封閉氣體的體積不變，應(yīng)用查理定律得求解恒溫槽的溫度，就需要確定在冰水混合物中時(shí)氣體的壓強(qiáng)和在恒溫槽中時(shí)氣體的壓強(qiáng)．
（2）由于氣體溫度升高，所以A內(nèi)氣體分子的平均動能增大，由于理想氣體，不計(jì)分子勢能，要判定氣體是否吸熱，可根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W得出

解答 解：（1）由于使C中水銀面仍在O點(diǎn)處，故溫泡A內(nèi)封閉氣體的體積保持不變，發(fā)生等容變化．
冰水混合物的溫度T₁=273K，此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)P₁=P₀+h₁=90cmHg
設(shè)待測恒溫槽的溫度T₂，此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)P₂=P₀+h₂=120cmHg
根據(jù)查理定律得：$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$，即：$\frac{90}{273}$=$\frac{120}{{T}_{2}}$，解得：T₂=364K（或91℃）；
（2）A中氣體溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增加（理想氣體只考慮分子平均動能），氣體不對外做功，由熱力學(xué)第一定律△U=Q+W可得，氣體吸熱．
故答案為：（1）364K；（2）增大；吸熱．

點(diǎn)評 本題考查了求氣體的溫度、考查了判斷氣體內(nèi)能如何變化、判斷氣體吸熱與放熱情況，根據(jù)題意判斷出氣體的溫度如何變化是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律可以解題．