第1节 气体的等温变化
1．(2020·湖北省武汉市高二下学期期中联考)如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体( B )
A．压强增大，体积增大
B．压强增大，体积减小
C．压强减小，体积增大
D．压强减小，体积减小
解析：设大气压为p0，试管内封闭气体压强为p1，水银重力为G，试管横截面积为S，根据平衡则有p0S＝p1S＋G
自由下落时，水银处于完全失重状态，对下表面没有压力，根据受力平衡则有p0S＝p2S
对比可得p2>p1，即压强增大。根据玻意耳定律则有
p1V1＝p2V2
所以V1>V2，体积变小。故选项B正确。
2．(2020·山东省昌乐二中高二下学期检测)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是( D )
解析：封闭气体做的是等温变化，只有D图线是等温线，故D正确。
3.(2020·河北省衡水中学高三下学期第二次调研)如图所示，连通器中盛有密度为ρ的部分液体，两活塞与液面的距离均为l，其中密封了压强为p0的空气，现将右活塞固定，要使容器内的液面之差为l，求左活塞需要上升的距离x。
答案：
解析：右侧发生等温变化，初态：压强p1＝p0，体积：V1＝lS，末态：压强p2，体积：V2＝S
根据玻意耳定律可得：p1V1＝p2V2即：p0lS＝p2S
左侧发生等温变化，初态：压强p3＝p0，体积：V3＝lS。末态：压强p4，体积：V3＝(l＋x－)S
根据玻意耳定律可得：p3V3＝p4V4。即：p0lS＝p4S
活塞上升x后，根据平衡可得：p4＋ρgl＝p2 。联立可得左活塞需要上升的距离：x＝。
