精英家教網(wǎng)如圖所示，A氣缸截面積為500 c
m
2
 
，A、B兩個(gè)氣缸中裝有體積均為10L、壓強(qiáng)均為1atm、溫度均為27℃的理想氣體，中間用細(xì)管連接．細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計(jì)．現(xiàn)給左面的活塞N施加一個(gè)推力．使其緩慢向右移動，同時(shí)給B中氣體加熱，使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變．活塞M保持在原位置不動．不計(jì)活塞與器壁間的摩擦，周圍大氣壓強(qiáng)為1atm=1
0
5
 
Pa．當(dāng)推力F=
5
3
×1
0
3
 
N時(shí)，求：
①活塞N向右移動的距離是多少cm；
②B氣缸中的氣體升溫到多少℃．
分析：①由題意知，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．
②對B中氣體研究，得到壓強(qiáng)，根據(jù)查理定理求解B氣缸中的氣體溫度．
解答：解：①加力F后，A中氣體的壓強(qiáng)為 pA′=p0+
F
S
=
4
3
×105Pa
對A中氣體：由pAVA=pA′VA′
則得 VA′=
pAVA
pA′
=
105VA
4
3
×105
=
3
4
VA
初態(tài)時(shí)，LA=
VA
SA
=
10×103
500
=20cm，LA′=
VA′
SA
=15cm
故活塞N向右移動的距離是s=LA-LA′=5cm
②對B中氣體，困活塞M保持在原位置不動，末態(tài)壓強(qiáng)為pB′=pA′=
4
3
×105Pa
根據(jù)查理定律得：
 
pB
TB
=
pB′
TB′

解得，TB′=
pB′TB
pB
=400K
∴tB=127℃
答：
①活塞N向右移動的距離是5cm；
②B氣缸中的氣體升溫到127℃．
點(diǎn)評：對于兩部分氣體問題，既要分別研究各自的變化過程，同時(shí)要抓住之間的聯(lián)系，本題是壓強(qiáng)相等是重要關(guān)系．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

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(nèi)無摩擦滑動的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門．整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．原來閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)PA=2.4×105Pa的氧氣．B內(nèi)有壓強(qiáng)PB=1.2×105Pa的氫氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達(dá)到平衡．求：
Ⅰ．活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)；
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）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示V的氣缸是由橫截面積不等的兩段圓柱形豎直管道A和B相互連接而成，A的截面積SA=40cm2，B的截面積SB=20cm2，其中用光滑不漏氣的活塞a和b封閉著一定量的理想氣體，已知活塞a的質(zhì)量ma=8kg，活塞b的質(zhì)量mb=4kg，兩活塞用一段不可伸長的細(xì)繩相連，最初活塞a位于管道A的下端，此時(shí)，氣體的溫度為-23°C，細(xì)繩恰好伸直但無張力，然后對氣缸緩慢加熱，使氣體溫度升高，已知大氣壓強(qiáng)p0=105Pa，求：
（1）開始時(shí)氣體的壓強(qiáng)p1；
（2）溫度上升到多高時(shí)，兩活塞開始上升；
（3）溫度上升到多高時(shí)，活塞b才能上升到管道B的上端？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，固定氣缸兩端活塞截面積分別為S1和S2，活塞間有輕桿相連，兩活塞間為真空，摩擦不計(jì)．最初A內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p0、體積為V1、溫度為T1，B內(nèi)氣體體積為V2、溫度也為T1．現(xiàn)將A內(nèi)氣體加熱到T2，B內(nèi)氣體溫度始終保持不變，求：
（1）活塞再達(dá)到平衡時(shí)移動的距離；
（2）此時(shí)B中氣體壓強(qiáng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，A、B是兩個(gè)圓形氣缸，中間有橫截面為“T”型的活塞，活塞可以無摩擦地左右滑動，且兩側(cè)面積＝1/10，a、b、c為三個(gè)通氣口．開始時(shí)，三個(gè)通氣口都與大氣相通活塞靜止，并且距兩端都是L，環(huán)境溫度為27℃．現(xiàn)用容積可忽略的細(xì)管將a、b兩口相連，而c口始終與大氣相通，給整個(gè)裝置均勻加熱，使溫度達(dá)到127℃，求活塞移動的距離和方向．

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科目：高中物理 來源：2014屆重慶市高二下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，A、B氣缸的長度均為60 cm，截面積均為40 cm2，C是可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門．整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱材料制成．原來閥門關(guān)閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)PA = 2.4×105 Pa的氧氣．B內(nèi)有壓強(qiáng)PB = 1.2×105 Pa的氫氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達(dá)到平衡．（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，環(huán)境溫度不變）求：

（1）活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強(qiáng)；   

（2）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）．

 

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