题目

如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封。玻璃管内部横截面积为 ，一长为 的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱长度为 ，此时外界温度为 。现把容器浸在100℃的沸水中，水银柱缓慢上升 后稳定。实验过程中认为大气压没有变化，大气压 （相当于 高汞柱压强）。（结果保留两位有效数字） （1） 容器的容积为多少？ （2） 若实验过程中管内气体内能增加了 ，判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。 答案： 解：设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀 T1=300K，T2=373K 由盖-吕萨克定律 V+l1ST1=V+l2ST2 l2=l1+29.2cm=39.2cm 得 V=(T1l2−T2l1)ST2−T1=22cm3 解：气体压强为 p=p0+ρgh1=1.2×105Pa 因为气体膨胀，对外做功 W=−p(l2−l1)S 得 W=−0.70J 根据热力学第一定律 ΔU=W+Q 可得 Q=2.0J 气体从外界吸收热量

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