Question

如圖所示，固定導熱氣缸開口向下，內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可以自由滑動且不漏氣，活塞下掛一個砂桶，桶內(nèi)裝滿砂子時，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小洞，細砂緩慢流出，則（ ）

A．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加
B．氣體對外界做功，氣體溫度可能降低
C．氣體體積減小，壓強增大，內(nèi)能一定減小
D．氣體壓強增大，向外界放熱，內(nèi)能保持不變

Answer 1

【答案】分析：以活塞為研究對象，根據(jù)力平衡得知氣缸內(nèi)氣體的壓強逐漸增大，氣體被壓縮，體積減小，外界對氣體做功．由于氣缸是導熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能不變．根據(jù)熱力學第一定律分析吸放熱情況．
解答：解：設活塞重力為G，橫截面積為S，大氣壓為P，則以活塞為研究對象，根據(jù)力平衡得到：氣缸內(nèi)氣體的壓強P=P-，由于G減小，則P增大，即氣體壓強增大，被壓縮，外界對氣體做功．由于氣缸是導熱的，氣體的溫度與環(huán)境相等，保持不變，其內(nèi)能不變．根據(jù)熱力學第一定律分析可知氣體放熱．
故選D
點評：本題關鍵是運用力學知識分析氣體壓強如何變化，同時抓住一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關．