Question

如圖所示，A、B氣缸的長(zhǎng)度均為60 cm，截面積均為40 cm²，C是可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門．整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．原來(lái)閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)P_A = 2.4×10⁵ Pa的氧氣．B內(nèi)有壓強(qiáng)P_B = 1.2×10⁵ Pa的氫氣．閥門打開(kāi)后，活塞C向右移動(dòng)，最后達(dá)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，環(huán)境溫度不變）求：

（1）活塞C移動(dòng)的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)；   

（2）活塞C移動(dòng)過(guò)程中B中氣體是吸熱還是放熱（簡(jiǎn)要說(shuō)明理由）．

 

Answer 1

【答案】

（1）20 cm   1.8×10⁵ Pa  （2）放熱，理由見(jiàn)解析

【解析】

試題分析：(1) 設(shè)活塞移動(dòng)的距離為△L，平衡后B中氣體壓強(qiáng)為p。

由于平衡時(shí)，有，且裝置導(dǎo)熱，故為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有：

兩式聯(lián)立解得：△L=20 cm ；p=1.8×10⁵ Pa

（2）氣體放熱，由于裝置導(dǎo)熱故T不變，而體積減小，活塞對(duì)B氣體做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律：

△U=Q+W

由于：△U=0；W>0

所以，Q<0，氣體放熱。

考點(diǎn)：本題考查氣體的實(shí)驗(yàn)定律（玻意耳定律），熱力學(xué)第一定律。