Question

如图所示，绝热隔板K把绝热气缸分隔成两部分，K与气缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a、b，a的体积大于b的体积．气体分子之间相互作用势能的变化可忽略．现拔去销钉（不漏气），当a、b各自达到新的平衡时（　　）

A、a的体积小于b的体积

B、a的体积等于b的体积

C、在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同

D、a的温度比b的温度高

Answer 1

分析：汽缸两部分中盛有相同质量、相同温度的同种气体，故可以看作同一种气体的两种状态，根据理想气体状态方程得到两边的压强关系，从而可以判断出拔去销钉后隔板的运动方向，再结合热力学第一定律就可以判断出两部分气体的吸放热情况．

解答：解：A、B、由于是相同质量的同种气体，可以看作同一种气体的两种状态，由于温度相等，根据理想气体状态方程得到P₁V₁=P₂V₂，a的体积大于b的体积，故P₁＜P₂，故拔去销钉后活塞左移；左侧气体被压缩，右侧气体对外做功，气体都是绝热的，根据热力学第一定律，左侧气体温度升高，右侧气体温度降低；最终是平衡的，由于左侧气体分子热运动的平均动能较大，故分子数密度较低，即左侧气体的体积较大；故AB均错误；
故拔去销钉后P₁=P₂，故V₁=V₂，故A错误、B正确；
C、由于是相同质量的同种气体，可以看作同一种气体的两种状态，由于温度相等，根据理想气体状态方程得到P₁V₁=P₂V₂，由于V₁＞V₂，因而P₁＜P₂，压强与单位时间内打到单位面积上的分子数成正比，由于拔去销钉后，隔板达到平衡前两边的压强不等，故在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数不相等，因而C错误；
D、由于温度相等，根据理想气体状态方程得到P₁V₁=P₂V₂，由于V₁＞V₂，因而P₁＜P₂，因而拔去销钉后，隔板达到平衡前会向左运动，气体b对隔板做正功，内能减少，温度降低，而隔板对气体a做正功，气体a内能增加，温度升高，由于开始时ab气体温度相等，因而重新平衡时a的温度比b的温度高，D正确；
故选D．

点评：理想气体状态方程可以分析着等温、等压、等容三种过程，是气体状态方程中应用较为广泛的一条定律，同时能量守恒定律也是无处不在的规律．