Question

一道高三物理题，求解答

（双选）如右图所示，一个与外界绝热的气缸有一个绝热的活塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态，现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的静止平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，大气压强保持不变，则(　　)
A．气体A吸热，内能增加
B．气体B吸热，对外做功，内能不变
C．气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
D．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变

Answer 1

此题外界压强不变，A气体受热所以一定内能增加，中间隔板导热性能良好，所以B气体也吸热，且A气体和B气体都会体积膨胀，活塞将向上移动，所以气体B对外做功，内能增加。由于B压强不变，所以单位时间内，气体B对器壁单位面积碰撞次数都不变。而A气体吸热分子动能增加，隔板固定，所以A气体压强增大，单位时间内对器壁碰撞次数增加。此题选择AC。

追问

气体B吸热，并且对外做功，为什么内能是增加而不是减少或者不变呢？
△U=△W+△Q，气体对外做功的话，△W>0还是<0呢？

追答

活塞达到新的平衡时，A气体和B气体的温度一定相等且高于原来的温度，B气体吸热，△Q>0，同时对外做功，△W<0，总的来说B气体吸收的热量一部分转化为内能，一部分对外做功，所以B气体的内能还是增加了。
由理想气体方程pV=nRT，B气体和外界保持压强p相等，温度T增加，对外做功，体积V增加，但内能只考虑和温度有关，既然温度增加了，那么B气体的内能也增加。

Answer 2

A．气体A吸热，内能增加
气体分子内能U=3/2nRT，正比于温度，因为温度升高，所以内能增加，选A。
B．气体B吸热，对外做功，内能不变
错，因为吸热温度升高，对外做功，内能增加。
C．气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
气体分子动能Ek=1/2mv^2=3/2NKT，正比于温度，所以分子速度增加，气体A分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
D．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变
错，温度升高，碰撞次数增加，但是P=1/3nmv^2，因为温度升高，所以分子动能增加，而压强不变，那么单位体积内分子数n变小，因为提交变大，对外做功。
故，选AC.

Answer 3

理想气体状态方程，压强的微观影响因素，就考这两个知识点。

Answer 4

这题应该ac是对的，从能量方面考虑则本题十分明朗。新的平衡后，活塞的重力势能增加了，而此时还在处于平衡，这说明了什么，说明内能增加了，而本题要求不考虑势能，也就是说是分子的平均动能增加了，因为内能为势能与平均动能总和嘛，紧接着分子平均动能增加了会导致什么后果呢，那就是分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多。（分子平均动能只与温度有关，平均动能变大，说明温度增加，即本装置内气体温度增大了，为什么第二次平衡后压强还是大气压呢，实际上会变得，但对装置外那么大的空间进行一点小的压缩是不会改变大气压多少的，所以才说大气压强保持不变，但是装置内的已经变了。变和没变都不会选bd的，所以才说大气压不变，此题没有问题。b选项是不能确定的，内能还有可能增加哦，如若是减少那肯定错。d选项应是增加。本题干扰项为b。它是不确定选项所以不能选的。）这样还有什么疑问吗/

追问

谢谢你！

追答

不客气

Answer 5

AC 不解释

Answer 6

AC