(1)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p-V图像如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程,下列说法正确的是____。(填入正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得3分,选对3个得4分;有选错的得0分)
A.气体经历过程1,其温度降低
B.气体经历过程1,其内能减少
C.气体在过程2中一直对外放热
D.气体在过程2中一直对外做功
E.气体经历过程1的内能该变量与经历过程2的相同
(2)(8分)如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为ρ=7.5×102kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为P0=4.5×103Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
知识点:物理
(1)ABE (2) V1:V2=1:1
(1)气体经历过程1,压强减小,体积变大,膨胀对外做功,内能减小,故温度降低,选项AB正确。气体在过程2中,根据理想气体状态方程,刚开始时,气体体积不变,压强减小,则温度降低,对外放热;然后压强不变,体积变大,膨胀对外做功,则温度升高,吸热,故选项CD错误;无论是经过过程1还是过程2,初、末状态相同,故内能改变量相同,选项E正确。
(2)设初始状态时汽缸左气室的体积为V01,右气室的体积为V02;当活塞至汽缸中某位置时,左、右气室的压强分别为p1、p2,体积分别为V1、V2,由玻意耳定律得:
p0V01=p1V1 ①
p0V02=p2V2 ②
依题意有:
V01+V02=V1+V2 ③
由力的平衡条件有:
p2-p1=ρgh ④
联立①②③④式,并代入题给数据得:
⑤
由此解得:
(另一解不合题意,舍去) ⑥
由③⑥式和题给条件得:
V1:V2=1:1 ⑦