Question

圖1－2－24中A、B汽缸的長度為L＝30 cm，橫截面積為S＝20 cm²，C是可在汽缸內(nèi)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．起初閥門關閉，A內(nèi)有壓強p_A＝2.0×10⁵ Pa的氮氣，B內(nèi)有壓強p_B＝1.0×10⁵ Pa的氧氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡．

(1)求活塞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A中氣體對外做功為25 J，則A中氣體是吸熱還是放熱？吸收或者放出的熱量為多少？(假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接汽缸的管道體積可忽略)

Answer 1

解析　(1)由玻意耳定律

對A部分氣體有：p_ALS＝p(L＋x)S

對B部分氣體有：p_BLS＝p(L－x)S

代入相關數(shù)據(jù)解得

x＝10 cm

p＝1.5×10⁵ Pa.

(2)氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，ΔU＝0

活塞C向右移動的過程中A中氣體對外做功25 J，W＝－25 J

根據(jù)熱力學第一定律，ΔU＝W＋Q

所以Q＝－W＝25 J，故A中氣體從外界吸熱，吸收的熱量為25 J.

答案　(1)10 cm　1.5×10⁵ Pa　(2)吸熱　25 J