Question

【題目】如圖所示，A、B為兩個(gè)完全相同的導(dǎo)熱氣缸，內(nèi)壁光滑，長均為30 cm，截面積為20 cm2，C是一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，D為閥門，開始時(shí)閥門關(guān)閉，C位于A氣缸的最右端。A內(nèi)有一個(gè)大氣壓的氫氣，B內(nèi)有2個(gè)大氣壓的氧氣，閥門打開后，活塞C向左移動(dòng)，最后達(dá)到平衡。設(shè)氫氣、氧氣均為理想氣體，連接管道的體積可忽略不計(jì)，一個(gè)大氣壓強(qiáng)值p0＝1.0×105 Pa。

求：①活塞C移動(dòng)的距離及平衡后A中氣體的壓強(qiáng)；②若要使活塞C重新回到原來位置，則需對A氣缸加熱到多少攝氏度？（假設(shè)變化前兩缸溫度為300 K，取0℃為273 K，B缸氣體溫度保持不變）

Answer 1

【答案】（i）x=10 cm p=1.5×105 Pa（ii）327 ℃

【解析】（i）由波爾定律：

對A部分氣體：

對B部分氣體：

代入相關(guān)值可得：

（ii）設(shè)A缸需加熱至T，由氣體狀態(tài)方程：

對A氣體：

對B氣體：

聯(lián)立可得：

所以：