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精英家教网如图所示,水平放置的封闭气缸中有两个面积不等的活塞分别封闭了A、B两部分温度相同的气体,两活塞用不可伸长的硬杆相连,两活塞之间是真空,不计一切摩擦.现A、B两部分气体的温度同时升高相同的温度时,问活塞将如何移动?
以下为某同学的解答:
开始时两活塞平衡,说明pA=pB.设温度由T升到T',
则由
p
T
=
p′
T′
知,p'A=
T′pA
T
,即p'B=p'A
所以两活塞仍在原位置不动.
请问,该同学分析及所得结论是否有问题?若有问题请予以纠正.
分析:活塞不动,是受力平衡,根据左右活塞的受力来分析气体变化前后是否任然平衡即可.
解答:解:该同学所得结论是对的,但分析过程是错误的.     
活塞平衡,是因为所受合外力为零,而不是两边压强相等.    
相反地,由于A、B两活塞面积不同,A、B气体压强不等才使活塞平衡,
即pASA=pBSB
当温度由T升至T'时,设活塞不动,有p'A=
T′pA
T
,p'B=
T′pB
T
.               
由于p'ASA=
T′pASA
T
,而p'BSB=
T′pBSB
T

可见 p'ASA=p'BSB,活塞还是平衡的,所以两活塞仍在原位置不动.
点评:以两部分气体为研究对象,计算变化后的气体的压强的大小,从而判断受力是否平衡,难不不大.
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