Question

16．如圖所示，導(dǎo)熱材料制成的截面積相等，長(zhǎng)度均為45cm的氣缸A、B通過帶有閥門的管道連接．初始時(shí)閥門關(guān)閉，厚度不計(jì)的光滑活塞C位于B內(nèi)左側(cè)，在A內(nèi)充滿壓強(qiáng)P_A=2.8×10⁵Pa的理想氣體，B內(nèi)充滿壓強(qiáng)P_B=1.4×10⁵Pa的理想氣體，忽略連接氣缸的管道體積，室溫不變．現(xiàn)打開閥門，求：
①平衡后活塞向右移動(dòng)的距離和B中氣體的壓強(qiáng)
②自打開閥門到平衡，B內(nèi)氣體是放熱（填“吸熱”或“放熱”）．

Answer 1

分析 ①兩邊氣體都是等溫變化，根據(jù)玻意耳定律列式后聯(lián)立求解；
②氣體溫度不變，內(nèi)能不變，外界對(duì)其體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析．

解答 解：①氣體狀態(tài)參量：
P_A=2.0×10⁵Pa，V_A=LS=60S，V_A′=（60-x）S，p_A′=p
P_B=l.0×10⁵Pa，V_A=LS=60S，V_B′=（60-x）S，p_B′=p，
氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：
A氣體：P_ALS=p（L+x）S，即：2.0×l0⁵×60=p（60+x），
B氣體：P_BLS=p（L-x）S，1×l0⁵×60=p（60-x），
解得：x=15cm，p=2.1×10⁵Pa；
②活塞C向右移動(dòng)，對(duì)B中氣體做功，而氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體B要放熱；
答：①平衡后活塞向右移動(dòng)的距離為15cm，B中氣體的壓強(qiáng)為2.1×10⁵Pa；
②活塞移動(dòng)過程，B中氣體是放熱．

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．