Question

3．A、B氣缸的水平長(zhǎng)度均為20cm、截面積均為10cm²，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（細(xì)管中的體積不計(jì)），整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成，起初閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)為p_A=4.0×10⁵Pa 的氮?dú)�，B內(nèi)有壓強(qiáng)為p_B=2.0×10⁵ Pa的氧氣；閥門打開后，活塞C向右移動(dòng)，最后達(dá)到平衡，試求活塞C移動(dòng)的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 閥門打開后，氣體達(dá)到平衡，AB兩部分氣體的壓強(qiáng)相等，分別對(duì)AB兩部分氣體進(jìn)行狀態(tài)分析，利用玻意耳定律即可求得活塞C移動(dòng)的距離和B中氣體的壓強(qiáng)．

解答 解：設(shè)平衡后活塞向右移動(dòng)的距離為x，平衡后A、B中氣體的壓強(qiáng)均為P，活塞移動(dòng)前與平衡后的溫度相同，對(duì)AB分別進(jìn)行狀態(tài)分析有：
對(duì)A：初狀態(tài)：p_A=4×10⁵Pa                             V_A=LS
末狀態(tài)：P=？V′_A=（L+x）S
對(duì)B：初狀態(tài)：p_B =2.0×10⁵Pa                         V_B=LS
末狀態(tài)：P=？V′_B=（L-x）S
則由玻意耳定律得：
對(duì)A部分氣體有：P_ALS=P（L+x）S
對(duì)B部分氣體有：P_BLS=P（L-x）S
解得：x=$\frac{20}{3}$cm≈6.7cm，P=3×10⁵Pa；
答：活塞C移動(dòng)的距離為6.7cm，平衡后B中氣體的壓強(qiáng)為3×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 該題考察了玻意耳定律的應(yīng)用，解答問題時(shí)要注意對(duì)氣體狀態(tài)的分析，因壓強(qiáng)不變，對(duì)體積的分析是解答問題的關(guān)鍵，同時(shí)要注意有兩部分氣體的情況，要正確找出兩部分氣體變化之間的關(guān)系．