Question

【题目】[物理——选修3-3]

(1) 关于气体的内能，下列说法正确的是________

A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同

B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大

C．气体被压缩时，内能可能不变

D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

(2) 如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1.0×105Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．(g取10 m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)

①将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度．

② 汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度．

Answer 1

【答案】(1)CDE ；(2) ①16.1 cm ②100 °C

【解析】(1)质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据 ＝C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确．综上所述本题答案是：CDE

(2) 以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有

汽缸倒过来后，有 温度为 不变，有 ；

联立解得 ；

① 温度由 升高到 的过程中，封闭气体压强不变

由盖—吕萨克定律知 ，解得 ；

② 活塞刚好接触平台时，气体的温度为T，则

解得 ，故

综上所述本题答案是：(1)CDE ；(2) ①16.1 cm ②