Question

【題目】A，B是體積相同的氣缸，B內有一導熱的、可在氣缸內無摩擦滑動的、體積不計的活塞C，D為不導熱的閥門．起初，閥門關閉，A內裝有壓強P1=2.0×105pa溫度T1=300K的氮氣．B內裝有壓強P2=1.0×105Pa，溫度T2=600K的氧氣．打開閥門D，活塞C向右移動，最后達到平衡，以V1和V2分別表示平衡后氮氣和氧氣的體積，則V1：V2等于多少？（假定氧氣和氮氣均為理想氣體，并與外界無熱交換，連接氣缸的管道體積可忽略）

Answer 1

【答案】解：對于A容器中的氮氣，

初狀態：壓強P1′=2.0×105Pa，體積V1′=V，溫度T1′=300K

末狀態：壓強P1，體積V1，溫度T1=T

根據理想氣體的狀態方程可得： =

對于B容器中的氧氣，其氣體狀態為：

初狀態：壓強P2′=1.0×105Pa，體積V2′=V，溫度T2=600K

末狀態：壓強P2，體積V2，溫度T2=T

由氣態方程可知： =

根據活塞受力平衡可得：P1=P2

聯立以上各式解得： =4

答：V1：V2等于4．

【解析】活塞式導熱的最終兩氣缸內氣體溫度相同。因為沒有摩擦最終兩側氣體壓強相等。根據理想氣體狀態方程列式求解。