Question

（2006?宝山区模拟）A、B两个相连的圆筒状气缸水平放置，如图所示为其中央剖面示意图，两气缸中T形部分表示活塞，a圆柱为A中活塞，b圆柱为B中活塞，a、b为整体，二者截面积之比S_a：S_b=1：10，活塞可以左右无摩擦滑动，c、d、e为三个通气口，开始时，此三个通气口都与外界大气相通，活塞静止，并且距气缸左、右两端的距离都是L（b距左端L/2），大气温度为27℃，现用细管把c、d两通气孔连通（细管容积可以忽略不计），而e通气孔始终与大气相通，给整个装置缓慢地均匀加热，问活塞向哪个方向移动？若使温度缓慢升高到227℃，则此时A中气体的压强为多大？（设大气压强为1×10⁵帕）

Answer 1

分析：假设活塞不动，A、B中的气体体积不变，温度升高压强增大．右边气体对活塞的压力增加的多，所以活塞向左移动．
活塞b端刚好到达气缸的e处时温度为T，此过程为等压变化，当温度升高到500K时活塞到达最左边，此时气体压强仍为大气压强．

解答：解：假设活塞不动，A、B中的气体体积不变，温度升高压强增大．右边气体对活塞的压力增加的多，所以活塞向左移动．
设活塞b端刚好到达气缸的e处时温度为T，此过程为等压变化，则有

LSb

300

=

(L+0.5L)Sb

T

，得 T=450K
所以当温度升高到500K时活塞到达最左边，此时气体压强仍为大气压强，再继续升温气体便开始做等容变化．则有：

1×105

300

=

P

500

，得P=1.6×10⁵Pa
答：给整个装置缓慢地均匀加热，问活塞向左移动；若使温度缓慢升高到227℃，则此时A中气体的压强为1.6×10⁵Pa．

点评：本题考查了理想气体状态方程，难点在于要看懂图象，理解各物理量的变化，难度较大．