Question

一道高中热学物理题

绝热的气缸内与绝热活塞A，B（光滑）密封一定质量的空气，先用电热丝加热则

汽缸中单位之间内作用在活塞A与活塞B的分子个数相同

这句话对吗？

我认为的是因为他没有说单位面积所以是错的，
但是答案赏析的是汽缸中单位时间“单位面积”内作用在活塞A与活塞B的分子个数不相同
解析是说：加热过程中压强不变，分子平均动能增加，体积变大碰撞次数减少即单位时间内作用在活塞AB单位面积上的分子个数不同

重点疑难：为什么说加热使体积增大了，作用在活塞上的分子个数就减少了呢？不是动能增加了吗？碰撞的应该就更快了呀，单位体积内分子数减少，应该是分子个数不变才对呀

Answer 1

AB两活塞是光滑的，所以可以任意滑动，也就是会保持压强不变，这点没有疑问吧！
再者，温度升高，分子平均动能增加这是对的，因为温度越高，分子运动越活跃，
动能也就越大。在压强和分子个数不变的情况下，因为体积变大了，
所以，单位体积内的分子个数也就越少，也就是说分子分布得越稀疏了。
这就解释了你的疑惑“为什么说加热使体积增大了，作用在活塞上的分子个数就减少了呢？”。
压强等于压力除以面积，在这题中，拿B活塞来说，面积是不变的，压强也不变，
也就是说压力也不变。运用动量守恒定理：动量的变化=Ft，假设单位时间内，那么t就不变，
F是压力刚才说过也不变，那么单位时间内，作用在B上分子的总动量变化也不变，但现在的分子速度变快了，也就是说现在的每个分子的动量变化增大了，所以要使总动量变化不变，就只可能是单位时间内碰撞到B上的分子个数变少了。这回明白了吧，说的有点罗嗦，见谅！
热学在高中物理也挺重要的，物理最重要的是注重理解和记忆(物理里面挺多公式需要理解的记忆的)。

Answer 2

最前面那句话，你的想法是正确的。现对最后你的疑难问题解释：因两边活塞都是直接与大气接触的，加热是缓慢的，可认为活塞是缓慢移动（当静止状态来分析受力，合力认为是0），所以里面封闭的空气压强与外面大气压强相等（就是题中说的压强不变），但由于不断加热，空气温度肯定是升高的，分子平均动能增加，平均单个分子对容器壁的碰撞力增大，只有在单位时间和单位面积内碰撞的分子数减少才能保证压强不变。另外，因气体的体积因加热而增大了，总分子数是不变的，当然单位体积内的分子数就少了。

Answer 3

这一题题目意思应该是A、B两个活塞是可滑动的，所以气体对A、B的压强恒为外界压强，加热后气体内能增加，为保持压强恒定，故体积增大，对外做功。
所以，如果压强不变，气体分子动能增加，则单位时间单位面积上的分子的碰撞数减少。

Answer 4

应该是对的吧，A,B处的压强一样。但是分子总个数应该不变。