Question

9．一個(gè)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸，用一個(gè)活塞封閉住一定質(zhì)量的理想氣體（不計(jì)氣體分子間相互作用力）．用繩子系住汽缸底，使汽缸倒過來懸掛起來，如圖所示．當(dāng)外界環(huán)境溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（　�。�

• A． 氣體壓強(qiáng)升高，內(nèi)能增加
• B． 繩子所受拉力不變，氣體內(nèi)能不變
• C． 單位時(shí)間內(nèi)氣體對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少
• D． 氣體體積增加，內(nèi)能不變

Answer 1

分析 以兩只活塞整體為研究對(duì)象，然后根據(jù)平衡條件分別列式，求出初態(tài)時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)；現(xiàn)對(duì)缸內(nèi)封閉氣體緩慢加熱過程，活塞仍受力平衡，封閉氣體做等壓變化

解答 解：以兩活塞和輕繩組成的整體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，設(shè)上面的活塞為A，下面的活塞為B
${p}_{0}^{\;}{S}_{A}^{\;}+p{S}_{B}^{\;}+（{m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;}）g={p}_{0}^{\;}{S}_{B}^{\;}+p{S}_{A}^{\;}$
解得：$p={p}_{0}^{\;}+\frac{（{m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;}）g}{{S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;}}$
外界環(huán)境溫度升高時(shí)，認(rèn)為一直處于受力平衡狀態(tài)，封閉氣體壓強(qiáng)不變，溫度上升，氣體體積增加，所以活塞向上移
A、氣體的壓強(qiáng)不變，溫度升高，內(nèi)能增加，故A錯(cuò)誤；
B、對(duì)活塞受力分析，因?yàn)楦變?nèi)氣體壓強(qiáng)不變，繩子的拉力不變，溫度升高，內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；
C、溫度升高，體積變大，單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)氣體對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少，故C正確；
D、氣體體積增加，內(nèi)能增加，故D錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確封閉氣體的初末狀態(tài)，然后結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律列式求解；同時(shí)要對(duì)活塞和桿整體受力分析或分別受力分析并結(jié)合平衡條件求解初始?xì)鈮海?/p>