物理一道分子热运动类的题目

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/10 17:57:15

物理一道分子热运动类的题目
一导热良好的汽缸开口向下,内有理想气体,汽缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气,一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个小沙桶,沙筒装满沙子时,活塞恰好静止,现给沙桶底部钻个洞,细沙子缓慢漏出,外部环境温度恒定,则
A.气体对外做功,内能不变
B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,温度计示数减少
D.外界对气体做功,气体放热
答案选BD,我选出来了但似懂非懂的多半蒙出来的-.-,求详解..

首先,对活塞受力分析.
活塞受到一个向下的拉力,是沙桶给的.同时受到一个向下的缸内气体给的压力.还受到一个向上的大气压给的压力.
设大气压强为P0,气缸内压强为P,沙桶给的力为F,活塞面积为S（这个没有多大用处,仅仅为了完善物理意义）
可以得到等式：F+PS=P0S
分析题目,因为气缸导热良好,因此气缸内外气体温度不变.这是可以轻松得出的,温度计示数不变.
由标准气体的状态方程,PV/T=C（C为定值）
可以得到,当沙子漏出,F逐渐减小,外界温度恒定,则大气压强不变,则内部压强P变大.内部气体温度不变则T不变,因此V必须减小.V减小即外界对气体做功,可以得出B答案
同时,由热力学第一定律,△U=Q+W
外界对气体做功时,W大于0,而气体温度不变即内能不变即△U不变,则Q必须小于0,即气体放热.
对于内能不变△U不变你可以这样理解.内能是气体分子的动能和势能.因为是理想气体,势能忽略不计,动能直接与温度挂钩,因此温度不变,气体分子全部的平均动能也不变,不知道这样说你有没有多理解一点.

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