Question

【題目】如圖所示，A氣缸截面積為500 ，A、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10L、壓強(qiáng)均為1atm、溫度均為27℃的理想氣體，中間用細(xì)管連接．細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計(jì)．現(xiàn)給左面的活塞N施加一個(gè)推力．使其緩慢向右移動(dòng)，同時(shí)給B中氣體加熱，使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變．活塞M保持在原位置不動(dòng)．不計(jì)活塞與器壁間的摩擦，周圍大氣壓強(qiáng)為1atm= Pa．當(dāng)推力F= × N時(shí)，求：
①活塞N向右移動(dòng)的距離是多少cm；
②B氣缸中的氣體升溫到多少℃．

Answer 1

【答案】解：①加力F后，A中氣體的壓強(qiáng)為 pA′=p0+ = Pa
對(duì)A中氣體：由pAVA=pA′VA′
則得 VA′= = =
初態(tài)時(shí)，LA= = =20cm，LA′= =15cm
故活塞N向右移動(dòng)的距離是s=LA﹣LA′=5cm
②對(duì)B中氣體，困活塞M保持在原位置不動(dòng)，末態(tài)壓強(qiáng)為pB′=pA′= Pa
根據(jù)查理定律得：
=
解得，TB′= =400K
∴tB=127℃
答：
①活塞N向右移動(dòng)的距離是5cm；
②B氣缸中的氣體升溫到127℃
【解析】①由題意知，A中氣體發(fā)生等溫變化，B中發(fā)生等容變化，活塞M保持在原位置不動(dòng)，A、B兩部分氣體的壓強(qiáng)相等，根據(jù)玻意耳定律列式，即可求得穩(wěn)定時(shí)A氣體的體積，得到A氣體的長度，從而求出活塞N向右移動(dòng)的距離．②對(duì)B中氣體研究，得到壓強(qiáng)，根據(jù)查理定理求解B氣缸中的氣體溫度．