Question

將如圖所示的裝置的右端部分氣缸B置于溫度始終保持不變的環(huán)境中，絕熱氣缸A和導(dǎo)熱氣缸B均固定在地面上，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦，開始時(shí)兩形狀相同的長方體氣缸內(nèi)裝有理想氣體，壓強(qiáng)均為P₀、體積均為V₀、溫度均為T₀。緩慢加熱A中氣體，使氣缸A的溫度升高為1.5 T₀，穩(wěn)定后，求：（i）氣缸A中氣體的壓強(qiáng)P_A以及氣缸B中氣體的體積V_B；（ii）此過程中B中氣體吸熱還是放熱？試分析說明

Answer 1

（i）因?yàn)榇藭r(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可知

P_A=P_B             ①

選氣缸A中氣體為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得

P₀V₀/T₀=P_AV_A/1.5T₀    ②

選氣缸B中氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律得

P₀V₀=P_BV_B        ③

又因?yàn)?nbsp;  2V₀=V_A+V_B     ④

由①②③④得P_A=P_B =1.25 P₀，V_B =0.8 V₀

（ii）放熱，因?yàn)锽中氣體溫度不變，所以內(nèi)能不變，活塞對B中氣體做正功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放熱。