Question

（2009?潍坊一模）如图所，气缸放置在水平台上，活塞质量为5kg，截面积为25cm²，厚度不计，气缸全长25cm，大气压强为1×10⁵pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖直倒置．g取l0m/s²．   
（1）气缸倒置过程中，下列说法正确的是

BC

A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数增多
B．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少
C．吸收热量，对外做功
D．外界气体对缸内气体做功，放出热量
（2）求气缸倒置后气柱长度；
（3）气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台（活塞摩擦不计）？

Answer 1

分析：（1）气缸倒置过程中气体的压强减小，体积变大，由此可分析气体的状态的变化和内能的变化；
（2）气体做的是等温变化，根据气体的状态方程可以求得气体的长度；
（3）气体做的是等压变化，根据气体的状态方程可以求得气体的温度大小．

解答：解：（1）AB、气缸倒置，气体的压强减小，体积变大，分子的密度减小，单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少，所以B正确，A错误；
CD、气体的体积变大，对外做功，由于变化过程中，气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要吸热，所以C正确，D错误．
（2）对于封闭的气体，气缸倒置的过程是等温变化：
P₁=P_o+

mg

S

=1.2×10⁵Pa
P₂=Po-

mg

S

=0.8×10⁵Pa，
P₁L₁=P₂L₂
解得L₂=15cm
（3）活塞刚好接触平台时，气体做的是等压变化：
T₂=（273+27）K=300K     L₂=15cm，
L₃=25cm
根据气体状态方程

v2

T2

=

v3

T3

，
可得 T₃=

v2

v3

T₂=

L3

L2

T₂=500K
即温度为 t=227℃
答：（1）BC
（2）气缸倒置后气柱长度为15cm；
（3）气缸倒置后，温度升至227℃时，活塞刚好接触平台．

点评：根据气体的两次变化的过程，找出气体的状态参量，分别列示计算即可，难度不大．