Question

20．如圖所示，導熱性能良好的氣缸開口向下，缸內用活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞在氣缸內可以自由滑動且不漏氣，其下方用細繩吊著砂桶，系統處于平衡狀態．現砂桶中的細沙不斷流出，這一過程可視為一緩慢過程，且環境溫度不變，則在此過程中氣缸內氣體分子的平均速率不變（選填“減小”、“不變”、“增大”），單位時間單位面積缸壁上受到氣體分子撞擊的次數增加（選填“減少”、“不變”、“增加”）．

Answer 1

分析 分析活塞可知內部壓強的變化；由溫度的變化及壓強變化可知體積變化，根據溫度的微觀含義：溫度是分子熱運動平均動能的標志，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．
根據壓強的計算可求出壓強的變化，再根據壓強的意義，分析單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數如何變化．

解答 解：因溫度不變，分子的平均動能不變，則氣體的平均速率不變；
以活塞和沙桶整體為研究對象，設總質量為m，受力分析，根據平衡條件有：PS+mg=P₀S
得：P=P₀-$\frac{mg}{s}$
細沙流出后，mg減小，則P增大，由于平均速率不變，根據壓強的微觀含義可知，單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數增加；
故答案為：不變，增加

點評 本題考查理想氣體的狀態方程以及封閉氣體的壓強，注意明確氣體壓強的微觀意義，明確壓強大小取決于個密度和分子運動的平均速率．