Question

如圖所示，A、B氣缸的長度均為60cm，截面積均為40cm²，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=2.4×10⁵Pa的氧氣．B內有壓強P_B=1.2×10⁵Pa的氫氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡．求：
Ⅰ．活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強；
Ⅱ．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）．（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）

Answer 1

Ⅰ、由玻意耳定律得：
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，
代入相關數據解得：x=20cm，p=1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C向右移動的過程中活塞對B中氣體做功，
而氣體發生等溫變化，內能不變，故B中氣體向外界放熱．
答：Ⅰ、活塞C移動的距離為20cm，平衡后B中氣體的壓強1.8×10⁵Pa；
Ⅱ、活塞C移動過程中B中氣體放熱．