Question

【题目】如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，气缸和活塞的总质量为M ， 气缸内封闭一定质量的理想气体．设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，不漏气，外界大气的压强和温度不变．现在气缸顶上缓慢放上一个质量为m的物体．当系统平衡时，下列说法正确的是（　　）

A.外界对缸内气体不做功，缸内气体的压强和温度不变
B.外界对缸内气体做正功，气缸内气体的内能增加
C.气体对外放热，内能不变
D.单位时间内缸内气体分子对缸壁单位面积的碰撞次数减少

Answer 1

【答案】C
【解析】因气缸受重力、大气压力及内部气体压力而处于平衡，当顶部放上一质量为m的物体后，重新平衡时可知内部气体压强一定增大；则玻意耳定律可知，气体的体积一定减小，故外界对气体做功，故A错误；因气体的温度不变，故气体的内能不变，故B错误；
由热力学第一定律可知，△U=W+Q ， 内能不变，外界对气体做功，故气体一定对外放热，故C正确；因温度不变，故气体分子的平均动能不变，而气体的体积减小，故单位体积内的分子个数增多，故单位时间内气体分子对缸壁单位面积上的碰撞次数增多，压强变大，故D错误；故选C．
【考点精析】利用热力学第一定律对题目进行判断即可得到答案，需要熟知热力学第一定律的表达式:W+Q=ΔU；符号法则:外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值;物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值;物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值．