题目内容

19.如图所示,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中,气缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞,使活塞缓慢地向右移动,在此过程中,如果环境温度保持不变,则下列说法正确的是(  )
A.气缸中每个气体分子的速率都不变
B.气缸中气体分子平均动能不变
C.水平外力F逐渐变大
D.气缸中气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现
E.气缸中气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,此过程不违反热力学第二定律

分析 封闭气体等温膨胀过程,温度是分子平均动能的标志且理想气体的内能只与温度有关,以活塞为研究对象根据受力平衡判断水平外力F的变化.

解答 解:AB、封闭气体等温膨胀过程,温度是分子热运动平均动能的标志,故分子热运动的平均动能不变,分子的平均速率不变,不是每个分子速率都不变,故A错误,B正确;
C、气体等温膨胀,根据玻意耳定律PV=C,可知气压不断减小,故内外压力差变大,向左,故F逐渐变大,故C正确;
D、封闭气体等温膨胀过程对外界做功,温度是分子热运动平均动能的标志,故分子热运动的平均动能不变,气体分子势能不计,故内能不变,故吸收热量,此过程不违反热力学第一定律,故D错误;
E、气缸中气体从单一热源吸收热量,全部用来对外做功,但由于此过程中外力F的大小变化了,故不违反热力学第二定律,故E正确;
故选:BCE.

点评 本题的突破口是:题目中说“导热”的气缸缸且环境保持恒温,即判断气体做等温变化,然后会根据热力学第一定律判断各种变化.分析时要抓住温度的意义:一定质量的理想气体的内能只跟温度有关,温度是分子平均动能的标志.

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