问题 问答题

如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热.开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17°C,B气体的温度是27°C,活塞静止.现缓慢加热汽缸内气体,使A、B两部分气体的温度都升高10°C,在此过程中活塞向哪个方向移动?

某同学的解题思路是这样的:设温度升高后,左边气体体积增加△V,则右边气体体积减少△V,根据所给条件分别对两部分气体运用气态方程,讨论出△V的正负便可知道活塞移动方向.

你认为该同学的思路是否正确?如果认为正确,请按该同学思路确定活塞的移动方向;如果认为不正确,请指出错误之处,并通过计算确定活塞的移动方向.

答案

该同学思路正确.

对A有:

pAV
TA
=
p′A(V+△V)
T′A

对B有:

pB•2V
TB
=
p′B(2V-△V)
T′B

将已知条件代入上述方程,得△V>0 

故活塞向右移动          

还可以用下面方法求

设想先保持A、B的体积不变,当温度分别升高10°C时,对A有

pA
TA
=
p′A
T′A
    

解得pA=

T′A
TA
pA=
300
290
pA

同理,对B有pB=

T′B
TB
pB=
310
300
pB

由于pA=pB

300
290
310
300

所以p'A>p'B,故活塞向右移动.

答:该同学的思路是正确的,证明如上.

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