Question

如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用一活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細(xì)繩吊著一重物，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，從剪斷細(xì)繩到系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程可視為一緩慢過程，在這一過程中氣缸內(nèi)（　　）

• A、氣體從外界吸熱
• B、單位體積的氣體分子數(shù)變大
• C、氣體分子平均速率變大
• D、單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)減少

Answer 1

分析：分析活塞可知內(nèi)部壓強(qiáng)的變化；由溫度的變化及壓強(qiáng)變化可知體積變化，則可知系統(tǒng)是否做功，由熱力學(xué)第一定律可得出物體狀態(tài)的變化及是否吸放熱．根據(jù)溫度的微觀含義：溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，平均動能越大，分析氣體分子平均動能的變化，即可知道平均速率的變化．根據(jù)壓強(qiáng)的意義，分析單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)如何變化．

解答：解：A、以活塞和重物整體為研究對象，設(shè)總質(zhì)量為m，受力分析，根據(jù)平衡條件有：PS+mg=P₀S
得：P=P₀-

mg

S

剪斷細(xì)繩，重物下落，mg減小，則P增大；氣缸導(dǎo)熱良好，則溫度不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

PV

T

=C，則V減小；
氣體體積減小，外界對氣體做功，不計氣體分子之間的相互作用力則忽略分子勢能，氣體分子的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變則分子的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w放熱．故A錯誤．
B、氣體的體積減小，單位體積的氣體分子數(shù)變大，故B正確．
C、溫度不變，分子的平均動能不變，則氣體的平均速率不變．故C錯誤．
D、氣體的壓強(qiáng)增大，而平均速率不變，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀含義可知，位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)增大．故D錯誤．
故選：B．

點(diǎn)評：本題考查熱力學(xué)第一定律及理想氣體的狀態(tài)方程，注意若氣體不計分子間的相互作用時，氣體可看作理想氣體不計分子勢能．