Question

19．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中，如果环境温度保持不变，则下列说法正确的是（　　）

• A． 气缸中每个气体分子的速率都不变
• B． 气缸中气体分子平均动能不变
• C． 水平外力F逐渐变大
• D． 气缸中气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现
• E． 气缸中气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律

Answer 1

分析 封闭气体等温膨胀过程，温度是分子平均动能的标志且理想气体的内能只与温度有关，以活塞为研究对象根据受力平衡判断水平外力F的变化．

解答 解：AB、封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，分子的平均速率不变，不是每个分子速率都不变，故A错误，B正确；
C、气体等温膨胀，根据玻意耳定律PV=C，可知气压不断减小，故内外压力差变大，向左，故F逐渐变大，故C正确；
D、封闭气体等温膨胀过程对外界做功，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，气体分子势能不计，故内能不变，故吸收热量，此过程不违反热力学第一定律，故D错误；
E、气缸中气体从单一热源吸收热量，全部用来对外做功，但由于此过程中外力F的大小变化了，故不违反热力学第二定律，故E正确；
故选：BCE．

点评 本题的突破口是：题目中说“导热”的气缸缸且环境保持恒温，即判断气体做等温变化，然后会根据热力学第一定律判断各种变化．分析时要抓住温度的意义：一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度是分子平均动能的标志．