Question

3．如图所示，一弹簧秤上端固定，下端拉住活塞提起气缸，活塞与气缸间无摩擦，气缸内装一定质量的理想气体，系统处于静止状态．现使缸内气体的温度升高，则在此过程中，气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是（　　）

• A． V增大，F增大
• B． V增大，F减小
• C． V不变，F不变
• D． V增大，F不变

Answer 1

分析 以气缸为研究对象，分析封闭气体的压强，可知封闭气体发生等压变化，根据盖•吕萨克定律分析得知气缸内气体的温度升高，体积增大．对活塞与气缸为研究对象，分析平衡条件得到弹簧秤拉力F等于总重力，保持不变．

解答 解：设活塞与气缸的质量分别为m和M，活塞的横截面积为S，大气压为P₀，封闭气体的压强为P．
以气缸为研究对象，根据平衡条件得：P₀S=PS+Mg，得，P=P₀-$\frac{Mg}{S}$，可知，封闭气体的压强P保持不变，使气缸内气体的温度升高时，气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律分析得知气缸内气体的温度升高，体积V增大．
对活塞与气缸为研究对象，由平衡条件得，弹簧秤拉力F=（M+m）g，则得F保持不变．故D正确．
故选：D

点评 以与封闭气体接触的活塞或气缸为研究对象，根据平衡条件求解封闭气体的压强，是常用的求封闭气体压强的方法，是平衡条件的特殊应用．