Question

1．如圖所示，一開口向下、質(zhì)量為M的氣缸與活塞一起封閉了一定質(zhì)量的氣體．活塞與氣缸被一彈簧支起，氣缸內(nèi)壁光滑且氣缸與活塞均可與外界進(jìn)行熱交換，由于外界環(huán)境的溫度緩慢降低，被封閉氣體向外界釋放熱量Q，同時(shí)其內(nèi)能減少△U，已知大氣壓強(qiáng)為P₀，氣缸的橫截面積為S，氣缸壁厚忽略不計(jì)，重力加速度為g，則在溫度降低的過(guò)程中：
①被封氣體的體積V減小（填“增大”，“減小”、“不變”）．
②活塞移動(dòng)距離x為0．

Answer 1

分析 ①求出封閉氣體的壓強(qiáng)，判斷氣體溫度降低時(shí)氣體壓強(qiáng)如何變化，然后應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程判斷氣體體積如何變化．
②以活塞和氣缸整體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件分析受力，由胡克定律求解彈簧形變量的變化，即可知道活塞移動(dòng)的距離．

解答 解：①封閉氣體的壓強(qiáng)：p=p₀+$\frac{Mg}{S}$，氣體溫度降低時(shí)，p₀、M、S都不變，封閉氣體壓強(qiáng)p不變，由理想氣體狀態(tài)方程：$\frac{pV}{T}$=C可知，當(dāng)氣體溫度T降低時(shí)，氣體的體積V減小；
②以活塞和氣缸組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由于系統(tǒng)所受重力不變，則彈簧的彈力不變，彈簧的壓縮量不變，所以活塞不移動(dòng)，即移動(dòng)距離為0；
故答案為：①減小；②0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷氣體體積如何變化、求活塞移動(dòng)的距離問(wèn)題；對(duì)氣缸進(jìn)行受力分析，運(yùn)用平衡知識(shí)解決問(wèn)題．根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去計(jì)算其它的物理量．