例1 质量一定的物体.在温度不变条件下体积膨胀时.物体内能的变化是 ( ) A.分子的平均势能增大.物体的内能必增大 B.分子的平均势能减小.物体的内能必减小 C.分子的平均势能不变.物体的内——青夏教育精英家教网—

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例1　质量一定的物体，在温度不变条件下体积膨胀时，物体内能的变化是　 (　　 )

A.分子的平均势能增大，物体的内能必增大

B.分子的平均势能减小，物体的内能必减小

C.分子的平均势能不变，物体的内能不变

D.以上说法均不正确

[解析]错选A：总以为物体体积膨胀，分子间距离增大，分子引力作负功，分子势能增大，所以物体内能增大。

基于分子力随分子距离的可变特性，在物体体积膨胀时，在分子间的距离由r＜r₀增大到r＞r₀的过程中，分子间的势能先减小，后增大。题设物体体积膨胀时，却隐蔽了初始状态，究竟体积膨胀时分子距离r在什么范围内变化没有交代，故无法判断分子势能的变化，也无法确定物体内能的物化。

综上分析，选项D正确。

例2　如右图所示，有一圆筒形气缸静置在地上，气缸圆筒的质量为M，活塞及手柄的质量为m，活塞截面积为S。现用手握住活塞手柄缓慢地竖直向上提，求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强。(当时的大气压强为P₀，当地的重力加速度为g，活塞缸壁的摩擦不计，活塞未脱离气缸)。

[解析]此题是一道力热综合问题，对气体是等温变化过程，对活塞、气缸是力学平衡问题，并且气缸在提离地面时，地面对其支持力为零。

欲求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强P_封气，把气缸隔离出来研究最方便。

气缸受竖直向下的重力G_缸(大小等于Mg)，封闭气体竖直向下的压力F_封气(大小等于P_封气S)，大气竖直向上的压力F_大气(大小等于P₀S)。由平衡条件，有

F_大气-G_缸-F_封气=0

即P₀S-Mg-P_封气S=0

∴P_封气=P₀-

例3　一根内径均匀，一端封闭，另一端开口的直玻璃管，长l=100cm，用一段长h=25cm的水银柱将一部分空气封在管内，将其开口朝上竖直放置，被封住的气柱长l₀=62.5cm。这时外部的大气压p₀=75cmHg,环境温度t₀=-23℃，见右图，现在使气柱温度缓慢地逐渐升高，外界大气压保持不变，试分析为保持管内被封气体具有稳定的气柱长，温度能升高的最大值，并求出这个温度下气柱的长。

[解析]这是一个关于气体在状态变化过程中，状态参量存在极值的问题，首先，对过程进行分析，当管内气体温度逐渐升高时，管内气体体积要逐渐增大，气体压强不变，pV值在增大。当上水银面升到管口时，水银开始从管内排出，因为=C，当管内水银开始排出后，空气柱体积增大，而压强减小，若pV值增大，则温度T继续升高，当pV值最大时温度最高。如果温度再升高不再满足=C，管内气体将不能保持稳定长度。