Question

【題目】如圖所示，A、B兩個汽缸中裝有體積均為10 L、壓強(qiáng)均為1 atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)、溫度均為27 ℃的空氣，中間用細(xì)管連接，細(xì)管容積不計(jì)。細(xì)管中有一絕熱活塞，現(xiàn)將B汽缸中的氣體升溫到127 ℃，若要使細(xì)管中的活塞仍停在原位置。(不計(jì)摩擦，A汽缸中的氣體溫度保持不變，A汽缸截面積為500 cm2)

(1)求A中活塞應(yīng)向右移動的距離。

(2)A中氣體是吸熱還是放熱，為什么？

Answer 1

【答案】(1)5 cm

(2)放熱，在向右推活塞過程中，A中氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變；體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知?dú)怏w應(yīng)放熱。

【解析】試題分析：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，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向右移動的距離．

（1）對空氣B：由

得：

對空氣A：由，得：

且PA＝PB，PA′＝PB′解得：

所以。

（2）放熱，在向右推活塞過程中，A中氣體溫度不變，氣體內(nèi)能不變；體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知?dú)怏w應(yīng)放熱。