Question

【題目】（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)的氣壓升降機(jī)如圖所示，豎直圓柱形汽缸用活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，汽缸內(nèi)壁光滑，活塞與內(nèi)壁接觸緊密無氣體泄漏，活塞橫截面積為S，活塞及其上方裝置總重力G＝，活塞停在內(nèi)壁的小支架上，與缸底的距離為H，氣體溫度為T0，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0．現(xiàn)給電熱絲通電，經(jīng)過一段時(shí)間，活塞緩慢上升．上述過程中，氣體可視為理想氣體，則氣體分子的平均速率_____（選填“不斷增大”“先增大后減小”或“先減小后增大”）；除分子碰撞外，氣體分子間作用力為_____（選填“引力”“斥力”或“零”）。

（2）在（1）的情況下，若整個(gè)過程中封閉氣體內(nèi)能的變化為△U，求：

①氣體的最高溫度T______；

②整個(gè)過程中氣體吸收的熱量Q _________ 。

Answer 1

【答案】不斷增大 零 T=2T0

【解析】

（1）給電熱絲通電，過一段時(shí)間，活塞緩慢上升，氣體先做等容變化，隨著溫度升高，壓強(qiáng)變大，在活塞緩慢上升時(shí)，是等壓變化，隨著體積增加，溫度繼續(xù)升高，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，隨著溫度上升，氣體分子的平均速率不斷增大；氣體分子間距較大，大于10r0以上，一般認(rèn)為氣體分子間作用力為零。

（2）①氣體先等容變化至壓強(qiáng)為：，設(shè)溫度升高為T1，則有：，解得：，接著等壓膨脹至體積為，設(shè)溫度升高到T，則有：，解得：T=2T0

②整個(gè)過程對外做功：，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：