Question

如圖所示，A、B氣缸的長(zhǎng)度均為60cm，截面積均為40cm²，C是可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門．整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．原來(lái)閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)P_A=2.4×10⁵Pa的氧氣．B內(nèi)有壓強(qiáng)P_B=1.2×10⁵Pa的氫氣．閥門打開后，活塞C向右移動(dòng)，最后達(dá)到平衡．求：
Ⅰ．活塞C移動(dòng)的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)；
Ⅱ．活塞C移動(dòng)過程中B中氣體是吸熱還是放熱（簡(jiǎn)要說明理由）．（假定氧氣和氫氣均視為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略）

Answer 1

分析：整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成，活塞C向右移動(dòng)時(shí)，兩氣缸內(nèi)氣體均發(fā)生等溫變化，平衡后兩部分氣體的壓強(qiáng)相等．根據(jù)玻意耳定律，結(jié)合關(guān)系條件求解．根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸放熱情況．

解答：解：Ⅰ、由玻意耳定律得：
對(duì)A部分氣體有：p_ALS=p（L+x）S，
對(duì)B部分氣體有：p_BLS=p（L-x）S，
代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：x=20cm，p=1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C向右移動(dòng)的過程中活塞對(duì)B中氣體做功，
而氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，故B中氣體向外界放熱． 
答：Ⅰ、活塞C移動(dòng)的距離為20cm，平衡后B中氣體的壓強(qiáng)1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C移動(dòng)過程中B中氣體放熱．

點(diǎn)評(píng)：本題采用是的隔離法分別對(duì)兩部分氣體用玻意耳定律研究，同時(shí)要抓住兩部分氣體的相關(guān)條件，如壓強(qiáng)關(guān)系、體積關(guān)系等等．