Question

19．如圖所示，導熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質量的理想氣體封閉在氣缸中，氣缸的內壁光滑．現用水平外力F作用于活塞，使活塞緩慢地向右移動，在此過程中，如果環境溫度保持不變，則下列說法正確的是（　　）

• A． 氣缸中每個氣體分子的速率都不變
• B． 氣缸中氣體分子平均動能不變
• C． 水平外力F逐漸變大
• D． 氣缸中氣體內能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不可能實現
• E． 氣缸中氣體是從單一熱庫吸熱，全部用來對外做功，此過程不違反熱力學第二定律

Answer 1

分析 封閉氣體等溫膨脹過程，溫度是分子平均動能的標志且理想氣體的內能只與溫度有關，以活塞為研究對象根據受力平衡判斷水平外力F的變化．

解答 解：AB、封閉氣體等溫膨脹過程，溫度是分子熱運動平均動能的標志，故分子熱運動的平均動能不變，分子的平均速率不變，不是每個分子速率都不變，故A錯誤，B正確；
C、氣體等溫膨脹，根據玻意耳定律PV=C，可知氣壓不斷減小，故內外壓力差變大，向左，故F逐漸變大，故C正確；
D、封閉氣體等溫膨脹過程對外界做功，溫度是分子熱運動平均動能的標志，故分子熱運動的平均動能不變，氣體分子勢能不計，故內能不變，故吸收熱量，此過程不違反熱力學第一定律，故D錯誤；
E、氣缸中氣體從單一熱源吸收熱量，全部用來對外做功，但由于此過程中外力F的大小變化了，故不違反熱力學第二定律，故E正確；
故選：BCE．

點評 本題的突破口是：題目中說“導熱”的氣缸缸且環境保持恒溫，即判斷氣體做等溫變化，然后會根據熱力學第一定律判斷各種變化．分析時要抓住溫度的意義：一定質量的理想氣體的內能只跟溫度有關，溫度是分子平均動能的標志．