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活塞做功分析

导语:活塞做功,分析给定环境条件下活塞做功对汽缸内及缸外环境的温度、气压等的影响。

如图所示,在固定的真空容器 A内部固定着一个绝热气缸 B,用质量为 m的绝热活塞 P将一部分理想气体封闭在气缸内。撤去销子 K,不计摩擦阻力,活塞将向右运动。该过程( )

A.由于 A为真空,气体膨胀时对外不做功

B.活塞做匀加速运动,缸内气体温度降低

C.气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少

D.在相同时间内,气体分子对活塞的冲量不变

答案: C

【解析】 A虽为真空,但撤去销子 K时,气体推动活塞向右加速运动而获得动能,即气体对外做了功, A项错;由于气体膨胀、压强减小,活塞受到的气体的推力减小,因此加速度减小, B错;气体的压强减小,气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少,在相同时间内,气体分子对活塞的冲量也减小, CD错。

【点评】气体膨胀是否对外做功,要看膨胀时是否“推动”了什么有质量的物体,如活塞(计质量)、大气等,或者气体膨胀时本身的重力势能是否改变,如重力势能增大,则气体对外做功,气体的温度会降低,气体的内能减小。

定性分析压强、温度、体积之间的关系要求理解气体的状态参量的微观意义,其中,气体压强是大量分子频繁碰撞器壁形成的,它与单位体积内的分子数及气体分子对器壁的冲量有关,单位时间内、单位面积上受到的冲量即为气体的压强。