Question

豎直放置的長(zhǎng)玻璃管中，用水銀封閉一定質(zhì)量的氣體，水銀的上表面恰與管口相齊．現(xiàn)從管底對(duì)氣體緩慢加熱，發(fā)現(xiàn)水銀柱的下端面a先緩慢上升，當(dāng)端面a上升到位置a'時(shí)，管中水銀被突然全部推出管外，則可以判斷（　�。�

• A、管中氣體的壓強(qiáng)先增大后減小
• B、水銀端面a上升到a'的過(guò)程中，氣體內(nèi)能增大，但增加的內(nèi)能小于吸收的熱量
• C、在水銀被突然推出管外的過(guò)程中，氣體的內(nèi)能一定增大
• D、若在端面a上升到a'前停止加熱，則當(dāng)氣體溫度回到初始狀態(tài)時(shí)，氣體柱的長(zhǎng)度也恢復(fù)到初始長(zhǎng)度

Answer 1

分析：管中氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和．根據(jù)水銀柱長(zhǎng)度的變化分析氣體壓強(qiáng)的變化；氣體膨脹，對(duì)外做功，溫度升高，氣體的內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能與熱量的關(guān)系；在水銀被從管中突然全部推出過(guò)程中，氣體迅速膨脹對(duì)外做功，但吸熱較慢因此氣體的內(nèi)能一定減小；若在端面a上升到a′前停止加熱，氣體溫度下降，V減小，水銀柱下降，根據(jù)氣態(tài)方程分析氣體柱長(zhǎng)度與初始長(zhǎng)度的關(guān)系．

解答：解：A、隨水銀柱上升，水銀柱的長(zhǎng)度變短，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)變小，則氣體的壓強(qiáng)變小，當(dāng)水銀被全部推出管外后，氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)為最小，故A錯(cuò)誤；
B、水銀柱緩慢上升時(shí)，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，同時(shí)氣體體積增大，對(duì)外做功，由△U=W+Q可知，△U＜Q，故B正確；
C、在水銀被從管中突然全部推出過(guò)程中，氣體迅速膨脹對(duì)外做功，但吸熱較慢因此氣體的內(nèi)能一定減小，故C錯(cuò)誤；
D、若在端面a上升到a′前停止加熱，氣體溫度下降，V減小，水銀柱下降，但當(dāng)氣體溫度回到初始狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)比初始狀態(tài)小，由氣態(tài)方程

PV

T

=c知，氣體柱比初始狀態(tài)長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于氣體，往往是氣態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用，本題關(guān)鍵要能判斷封閉氣體壓強(qiáng)的變化，再運(yùn)用氣態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分析．