Question

一导热性良好的气缸竖直倒放（开口端向下），气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的理想气体封在缸内，活塞与气缸壁无摩擦，不漏气，气体处于平衡状态．现将气缸缓慢地倾斜一些，在气体重新平衡后与原来相比较，可知（　　）

A．气体吸热，分子平均距离增大，压强增大

B．气体内能不变，分子平均距离减小，压强不变

C．气体分子热运动动能增大，分子平均距离增大，压强减小

D．气体分子热运动平均动能不变，气体放热，压强增大

Answer 1

分析：以活塞为研究对象受力分析确定封闭气体的压强；内能和分子平均动能都与温度有关．

解答：解：气缸竖直倒放时：PS+mg=P₀S，得：P=P₀-

mg

s

当气缸倾斜后，设气缸与竖直方向夹角为θ，则P=P₀-

mgsinθ

s

所以倾斜后压强变大；
根据理想气体状态方程

PV

T

=C，P增大T不变，则V减小，则分子平均距离减小；
气缸导热良好所以温度不变，理想气体只与温度有关，所以内能不变，分子平均动能不变；
体积减小外界对气体做功，但是内能不变，根据热力学第一定律知气体放热．
综上D正确，ABC错误．
故选：D．

点评：此题把受力平衡与理想气体状态方程相结合，所以在解题过程中思维不要仅局限在理想气体状态方程和热力学第一定律上．