Question

A、B是兩只固定在地面上的氣缸，它們的活塞用硬質(zhì)細(xì)桿相連，兩氣缸內(nèi)裝有氣體，溫度相同，圖中活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，活塞之間與大氣相通，如果先固定活塞使兩氣缸內(nèi)氣體升高相同溫度，壓強(qiáng)增加量為△P_A，△P_B然后再釋放活塞，則可能發(fā)生的情況是（　　）

A．固定活塞時(shí)，△P_A=△P_B，釋放活塞時(shí)活塞不移動(dòng)

B．固定活塞時(shí)，△P_A＜△P_B，釋放活塞時(shí)活塞向右移動(dòng)

C．固定活塞時(shí)，△P_A＞△P_B，釋放活塞時(shí)活塞向右移動(dòng)

D．固定活塞時(shí)，△P_A＜△P_B，釋放活塞時(shí)活塞向左移動(dòng)

Answer 1

分析：固定活塞時(shí)，溫度升高，兩部分氣體都發(fā)生等容變化，分析查理定律得到△P的表達(dá)式．根據(jù)壓強(qiáng)變化量的大小，判斷活塞移動(dòng)的方向．

解答：解：固定活塞時(shí)，溫度升高，兩部分氣體都發(fā)生等容變化，
對(duì)任一氣體，根據(jù)查理定律得：

P′

P

=

T′

T

由數(shù)學(xué)變形得：

P′-P

P

=

T′-T

T

，即有

△P

P

=

△T

T

則得△P=

P

T

△T
由題，T、△T相同，根據(jù)活塞平衡得知，
  P_AS_A+P₀S_B=P_BS_B+P₀S_A，
  P_AS_A-P_BS_B=P₀S_A-P₀S_B．
假設(shè)不動(dòng)△F_A=△P_AS_A=

PA

TA

△TSA，△F_B=△P_BS_B=

PB

TB

△TSB
由題，T、△T相同，
∵△F_A＞△F_B
∴所以活塞向右移動(dòng)．
同理，溫度升高后，釋放活塞，再次平衡時(shí)，有
P′_AS_A-P′_BS_B=P₀S_A-P₀S_B．
則得△P_AS_A=△P_BS_B，
所以△P_A＜△P_B，
故選B

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要以活塞整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求解壓強(qiáng)變化量的大小．