Question

8．如圖所示，水平放置兩端封閉的氣缸，截面積為S=10cm²，中間由可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的、厚度不計(jì)的活塞分隔成長(zhǎng)度均為l=20cm的A、B兩部分，開始時(shí)，活塞鎖定，在A內(nèi)注入壓強(qiáng)為P_A=2.0×10⁵Pa的氮?dú)�，B內(nèi)注入壓強(qiáng)為P_B=1.2×10⁵Pa的氧氣，氣缸是由導(dǎo)熱性能良好的材料制成，且環(huán)境溫度始終不變，現(xiàn)解除活塞鎖定，穩(wěn)定后，求：
（1）活塞移動(dòng)的距離；
（2）B中氣體的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 氣體發(fā)生等溫變化，應(yīng)用玻意耳定律對(duì)A、B兩部分氣體列方程，然后求出距離與壓強(qiáng)．

解答 解：設(shè)活塞向右移動(dòng)的距離為x，活塞移動(dòng)前與平衡后的溫度相同，則由玻意耳定律得
對(duì)A部分氣體有：${p}_{A}^{\;}lS={p}_{A}^{′}（l+x）S$
對(duì)B部分氣體有：${p}_{B}^{\;}lS={p}_{B}^{′}（l-x）S$
平衡后兩部分氣體壓強(qiáng)相等：${p}_{A}^{′}={p}_{B}^{′}$
代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：
x=5cm
$p=1.6×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
答：（1）活塞移動(dòng)的距離為5cm；
（2）B中氣體的壓強(qiáng)$1.6×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$

點(diǎn)評(píng) 本題是兩部分氣體的問題，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應(yīng)用玻意耳定律即可正確解題．