Question

8．如圖所示，水平放置兩端封閉的氣缸，截面積為S=10cm²，中間由可在氣缸內無摩擦滑動的、厚度不計的活塞分隔成長度均為l=20cm的A、B兩部分，開始時，活塞鎖定，在A內注入壓強為P_A=2.0×10⁵Pa的氮氣，B內注入壓強為P_B=1.2×10⁵Pa的氧氣，氣缸是由導熱性能良好的材料制成，且環(huán)境溫度始終不變，現解除活塞鎖定，穩(wěn)定后，求：
（1）活塞移動的距離；
（2）B中氣體的壓強．

Answer 1

分析 氣體發(fā)生等溫變化，應用玻意耳定律對A、B兩部分氣體列方程，然后求出距離與壓強．

解答 解：設活塞向右移動的距離為x，活塞移動前與平衡后的溫度相同，則由玻意耳定律得
對A部分氣體有：${p}_{A}^{\;}lS={p}_{A}^{′}（l+x）S$
對B部分氣體有：${p}_{B}^{\;}lS={p}_{B}^{′}（l-x）S$
平衡后兩部分氣體壓強相等：${p}_{A}^{′}={p}_{B}^{′}$
代入相關數據解得：
x=5cm
$p=1.6×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
答：（1）活塞移動的距離為5cm；
（2）B中氣體的壓強$1.6×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$

點評 本題是兩部分氣體的問題，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應用玻意耳定律即可正確解題．