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16.(13分)如图所示,U型气缸竖直放置,活塞a和活塞b将缸内理想气体分成体积比为3∶2的A、B两部分,两部分气体温度均为127℃,系统处于平衡状态.测得两部分气体的总高度为L,不计两活塞厚度及摩擦.当系统温度缓慢地降到27℃时达到新的平衡,求活塞a、b移动的距离.

 
 
 

答案与解析:

解:初始时气体的温度T1=(127+273)K=400K,

后来气体的温度为T2=(27+273)K=300K(1分)

设127℃时AB两部分气体的体积分别为VA、VB,27℃时AB两部分气体的体积分别为VA′、VB′,设b向上移动,a向上移动, 因为两个容器内的气体都做等压变化,所以由盖·吕萨克定律有:

对于B室气体:,即:  ①(4分)

解得:xb  ②(2分)

对于A室气体:,即:  ③(4分)

解得:xa=④(2分)