Question

如圖所示，A、B氣缸的長度均為60 cm，截面積均為40 cm²，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 = 2.4×10⁵ Pa的氧氣．B內有壓強P_B = 1.2×10⁵ Pa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，環(huán)境溫度不變）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

（1）20 cm   1.8×10⁵ Pa （2）放熱，理由見解析

解析試題分析：(1) 設活塞移動的距離為△L，平衡后B中氣體壓強為p。
由于平衡時，有，且裝置導熱，故為等溫變化，根據玻意耳定律有：


兩式聯立解得：△L=20 cm ；p=1.8×10⁵ Pa
（2）氣體放熱，由于裝置導熱故T不變，而體積減小，活塞對B氣體做功。根據熱力學第一定律：
△U=Q+W
由于：△U=0；W>0
所以，Q<0，氣體放熱。
考點：本題考查氣體的實驗定律（玻意耳定律），熱力學第一定律。