Question

如圖所示，固定導(dǎo)熱氣缸開(kāi)口向下，內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可以自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)砂桶，桶內(nèi)裝滿砂子時(shí)，活塞恰好靜止，氣缸外部環(huán)境溫度保持不變．現(xiàn)在把砂桶底部鉆一個(gè)小洞，細(xì)砂緩慢流出，則（　　）

A．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加

B．氣體對(duì)外界做功，氣體溫度可能降低

C．氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能一定減小

D．氣體壓強(qiáng)增大，向外界放熱，內(nèi)能保持不變

Answer 1

分析：以活塞為研究對(duì)象，根據(jù)力平衡得知?dú)飧變?nèi)氣體的壓強(qiáng)逐漸增大，氣體被壓縮，體積減小，外界對(duì)氣體做功．由于氣缸是導(dǎo)熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能不變．根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸放熱情況．

解答：解：設(shè)活塞重力為G，橫截面積為S，大氣壓為P₀，則以活塞為研究對(duì)象，根據(jù)力平衡得到：氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P=P₀-

G

S

，由于G減小，則P增大，即氣體壓強(qiáng)增大，被壓縮，外界對(duì)氣體做功．由于氣缸是導(dǎo)熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能不變．根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析可知?dú)怏w放熱．
故選D

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是運(yùn)用力學(xué)知識(shí)分析氣體壓強(qiáng)如何變化，同時(shí)抓住一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)．