Question

如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止，氣缸和活塞的總質量為M，氣缸內封閉一定質量的理想氣體．設活塞和缸壁間無摩擦且可以在缸內自由移動，缸壁導熱性能良好，不漏氣，外界大氣的壓強和溫度不變．現在氣缸頂上緩慢放上一個質量為m的物體．當系統(tǒng)平衡時，下列說法正確的是（　�。�

A、外界對缸內氣體不做功，缸內氣體的壓強和溫度不變

B、外界對缸內氣體做正功，氣缸內氣體的內能增加

C、氣體對外放熱，內能不變

D、單位時間內缸內氣體分子對缸壁單位面積的碰撞次數減少

Answer 1

分析：分析氣缸及m可知內部氣體壓強的變化，則可知做功情況；因系統(tǒng)導熱可知溫度不變，則由熱力學第一定律可得出內能的變化；由氣體壓強的微觀意義可知氣體分子對缸壁的碰撞次數．

解答：解：因氣缸受重力、大氣壓力及內部氣體壓力而處于平衡，當頂部放上一質量為m的物體后，重新平衡時可知內部氣體壓強一定增大；則玻意耳定律可知，氣體的體積一定減小，故外界對氣體做功，故A錯誤；
因氣體的溫度不變，故氣體的內能不變，故B錯誤；
由熱力學第一定律可知，△U=W+Q，內能不變，外界對氣體做功，故氣體一定對外放熱，故C正確；
因溫度不變，故氣體分子的平均動能不變，而氣體的體積減小，故單位體積內的分子個數增多，故單位時間內氣體分子對缸壁單位面積上的碰撞次數增多，壓強變大，故D錯誤；
故選C．

點評：本題需要用到的熱學知識較多，但主干知識熱力學第一定律，同時還要注意，理想氣體的內能只和溫度有關，和體積無關．