Question

如图所示的气缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞和气缸导热性能良好，活塞与气缸间无摩擦，气缸开口始终向上．在室温为27°时，活塞距气缸底部距离h₁=10cm，后将气缸放置在冰水混合物中，此时外界大气压强为1atm．则：
①在冰水混合物中，活塞距气缸底部距离h₂=

9.1

cm，
②此过程中气体内能

减小

（填“增大”或“减小”），气体将

放热

（填“吸热”或者“放热”）．

Answer 1

分析：①气缸内气体压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，大气压不变，缸内气体压强不变，气体是等压变化．由盖?吕萨克定律分析答题．
②气缸是导热的，气缸内气体与外界大气温度相同；当环境温度降低时，缸内气体温度降低．一定质量的理想气体内能由气体的温度决定，气体温度降低，内能减小；根据热力学第一定律分析吸放热情况．

解答：解：①环境温度降低的过程中封闭气体发生等压变化．
由题，V₁=h₁S，V₂=h₂S
  T₁=27+273=300K，T₂=0+273=273K，
由盖?吕萨克定律可知：

V1

T1

=

V2

T2

代入数据解得：h₂=9.1cm
②由题意，气缸是导热的，气缸内气体与外界大气温度相同；环境温度降低时，缸内气体温度降低．一定质量的理想气体内能由气体的温度决定，气体温度降低，则气体的内能减小．而外界对气体做功，根据热力学第一定律分析可知气体放热．
故答案为：①9.1，②减小，放热．

点评：知道气体发生等压变化、知道理想气体内能由温度决定，熟练应用盖吕萨克定律及热力学第一定律即可正确解题．