Question

18．如圖所示，豎直放置的上下固定的兩氣缸A、B之間用質(zhì)量不計的活塞和輕桿連接，活塞與氣缸壁之間無摩擦且不漏氣，A的橫截面積大于B的橫截面積，A、B中氣體的初始溫度相同．現(xiàn)使A、B升高相同溫度到再次達到穩(wěn)定時，與初態(tài)相比A、B中氣體的體積變化量為△V_A、△V_B，壓強變化量為△P_A、△P_B，對活塞壓力的變化量為△F_A、△F_B，則（　　）

• A． 活塞和輕桿向上移動了一段距離
• B． △F_A＞△F_B
• C． △P_A=△P_B
• D． △V_A=△V_B

Answer 1

分析 本題可采取假設法，假設氣體的體積不變，根據(jù)等容變化判斷出左右氣體的壓強變化量以及壓力變化量，從而判斷出活塞的移動方向．關于體積的變化量關系，可抓住總兩活塞移動的距離相同去分析

解答 解：以初態(tài)時的活塞為研究對象，受力分析，根平衡條件：P₀S_A-P₀S_B=P_AS_A-P_BS_B
（P₀-P_A）S_A=（P₀-P_B）S_B
由于S_A＞S_B，
可見P_A＞P_B，
首先假設活塞不動，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化，由查理定律，對氣體A：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{P{′}_{A}}{T{′}_{A}}$=$\frac{△{P}_{A}}{△{T}_{A}}$，
對氣體B：$\frac{{P}_{B}}{{T}_{B}}=\frac{△{P}_{B}}{△{T}_{B}}$
又初始狀態(tài)滿足P_A＞P_B，T_A=T_B，可見使A、B升高相同溫度，因此△P_A＞△P_B，故活塞會向下移動一段距離；
兩活塞向下移動的距離是相等的，而A的橫截面積較大，故△V_A＞△V_B；
△F=△P•S
因為△P_A＞△P_B，S_A＞S_B，
因此：△F_A＞△F_B；
故選：B

點評 解決本題的關鍵是選擇合適的方法，假設活塞不動，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化，以初態(tài)時的活塞為研究對象，受力分析，根平衡條件求解．