Question

9．一个内壁光滑的导热汽缸，用一个活塞封闭住一定质量的理想气体（不计气体分子间相互作用力）．用绳子系住汽缸底，使汽缸倒过来悬挂起来，如图所示．当外界环境温度升高时，下列说法正确的是（　　）

• A． 气体压强升高，内能增加
• B． 绳子所受拉力不变，气体内能不变
• C． 单位时间内气体对活塞的碰撞次数减少
• D． 气体体积增加，内能不变

Answer 1

分析 以两只活塞整体为研究对象，然后根据平衡条件分别列式，求出初态时封闭气体的压强；现对缸内封闭气体缓慢加热过程，活塞仍受力平衡，封闭气体做等压变化

解答 解：以两活塞和轻绳组成的整体为研究对象，进行受力分析，设上面的活塞为A，下面的活塞为B
${p}_{0}^{\;}{S}_{A}^{\;}+p{S}_{B}^{\;}+（{m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;}）g={p}_{0}^{\;}{S}_{B}^{\;}+p{S}_{A}^{\;}$
解得：$p={p}_{0}^{\;}+\frac{（{m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;}）g}{{S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;}}$
外界环境温度升高时，认为一直处于受力平衡状态，封闭气体压强不变，温度上升，气体体积增加，所以活塞向上移
A、气体的压强不变，温度升高，内能增加，故A错误；
B、对活塞受力分析，因为缸内气体压强不变，绳子的拉力不变，温度升高，内能增加，故B错误；
C、温度升高，体积变大，单位时间内内气体对活塞的碰撞次数减少，故C正确；
D、气体体积增加，内能增加，故D错误；
故选：C

点评 本题关键明确封闭气体的初末状态，然后结合气体实验定律列式求解；同时要对活塞和杆整体受力分析或分别受力分析并结合平衡条件求解初始气压．