Question

如图所示，在水平固定的筒形绝热气缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气．外界大气压强恒为p₀，气体温度为27℃时，活塞与汽缸底相距45cm．用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，使气缸内气体温度升高到77℃．求：
（1）活塞移动了多少距离？
（2）请分析说明，升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化？

Answer 1

分析：（1）给气体加热，活塞向右缓慢移动的过程中，气缸内气体发生等压变化，根据盖?吕萨克定律可求出温度升高到77℃时活塞与汽缸底相距的距离，即可求出活塞移动的距离．
（2）根据压强的微观含义分析升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化．

解答：解：（1）气体发生的等压变化，设活塞面积为S
开始时V₁=SL₁，T₁=300 K，升温后V₂=SL₂，T₂=350 K
根据盖?吕萨克定律应有

SL1

T1

=

SL2

T2

解得L₂=52.5 cm
活塞移动的距离x=L₂-L₁=7.5 cm
（2）温度升高后，分子热运动平均动能增加，平均每次对器壁的撞击力度增加，而压强不变，所以单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少；
答：（1）活塞移动了7.5cm距离；
（2）升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少．

点评：本题只要掌握分子动理论、气体压强的微观意义和气态方程，就能正确解答，基础题．