Question

如图所示，A、B气缸的长度均为60cm，截面积均为40cm²，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门．整个装置均由导热材料制成．原来阀门关闭，A内有压强P_A=2.4×10⁵Pa的氧气．B内有压强P_B=1.2×10⁵Pa的氢气．阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．求：
Ⅰ．活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
Ⅱ．活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热（简要说明理由）．（假定氧气和氢气均视为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略）

Answer 1

【答案】分析：整个装置均由导热材料制成，活塞C向右移动时，两气缸内气体均发生等温变化，平衡后两部分气体的压强相等．根据玻意耳定律，结合关系条件求解．根据热力学第一定律分析吸放热情况．
解答：解：Ⅰ、由玻意耳定律得：
对A部分气体有：p_ALS=p（L+x）S，
对B部分气体有：p_BLS=p（L-x）S，
代入相关数据解得：x=20cm，p=1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C向右移动的过程中活塞对B中气体做功，
而气体发生等温变化，内能不变，故B中气体向外界放热． 
答：Ⅰ、活塞C移动的距离为20cm，平衡后B中气体的压强1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C移动过程中B中气体放热．
点评：本题采用是的隔离法分别对两部分气体用玻意耳定律研究，同时要抓住两部分气体的相关条件，如压强关系、体积关系等等．