Question

9．如圖所示，A、B氣缸的長度均為60cm，截面積均為S=40cm²，C是可在氣缸內無摩擦滑動的、體積不計的活塞，D為閥門．整個裝置均由導熱材料制成．原來閥門關閉，A內有壓強P_A=2.4×10⁵Pa的氧氣．B內有壓強P_B=1.2×10⁵Pa的氫氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡．假定氧氣和氫氣均視為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略不計．求：
①活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強；
②活塞C移動過程中B中氣體是吸熱還是放熱（簡要說明理由）．

Answer 1

分析 整個裝置均由導熱材料制成，活塞C向右移動時，兩氣缸內氣體均發(fā)生等溫變化，平衡后兩部分氣體的壓強相等．根據玻意耳定律，結合關系條件求解．根據熱力學第一定律分析吸放熱情況．

解答 解：（1）、由玻意耳定律得：
對A部分氣體有：p_ALS=p（L+x）S，
對B部分氣體有：p_BLS=p（L-x）S，
代入相關數據解得：x=20cm，p=1.8×10⁵Pa；
（2）、活塞C向右移動的過程中活塞對B中氣體做功，而氣體發(fā)生等溫變化，內能不變，故B中氣體向外界放熱． 
答：（1）、活塞C移動的距離為20cm，平衡后B中氣體的壓強1.8×10⁵Pa；
（2）、活塞C移動過程中B中氣體放熱．

點評 本題采用是的隔離法分別對兩部分氣體用玻意耳定律研究，同時要抓住兩部分氣體的相關條件，如壓強關系、體積關系等等．