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导热气缸开口向上,内有理想气体,活塞可以自由移动且不漏气.外部环境温度恒定.不断将沙子慢慢堆放到活塞上(如图所示),在这个过程中( )

A.气体压强增大,内能增大
B.处界对气体做功,气体的温度不变
C.气体体积减小,压强增大,向外放热
D.外界对气体做功,气体的内能增加
【答案】分析:(1)活塞可以自由移动且不漏气.外部环境温度恒定.所以气体做的是等温变化,不断将沙子慢慢堆放到活塞上,气体的体积会变小,压强会变大.
(2)气体体积变大(不是在真空中):对外做功;体积减小:对气体做功.
(3)热力学第一定律:△U=Q+W,可解决吸放热的问题.
解答:解:A:导热气缸,所以气体温度与外部环境温度相同,又外部环境温度恒定.所以气体的温度不变.温度不变气体的内能不变.体积减小压强变大.故A错误.
B:气体体积减小:外界对气体做功.导热气缸,所以气体温度与外部环境温度相同,又外部环境温度恒定.所以气体的温度不变.故B正确.
C:导热气缸,外部环境温度恒定.所以气体做的是等温变化,不断将沙子慢慢堆放到活塞上,气体的体积会变小,压强会变大.温度不变即:△U为零;气体的体积会变小,对气体做功,即W为正,由热力学第一定律:△U=Q+W,所以Q为负,即:向外放热.故C正确.
D:体积减小:外界对气体做功.但因为是导热气缸,所以气体温度与外部环境温度相同,又外部环境温度恒定.所以气体的温度不变,即内能不变.故D错误.
故选:D
点评:此题考查理想气体的等温变化,要会从题干中找到气体做什么变化加以应用.对于吸放热的问题可用热力学第一定律进行分析.
练习册系列答案
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B.处界对气体做功,气体的温度不变
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