如图所示,气缸和活塞与外界均无热交换,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体 A 和 B ,活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体 A 加热一段时间,后来活塞达到新的平衡,不计气体分子势能,不计活塞与气缸壁间的摩擦,大气压强保持不变,则下列判断正确的是( )
A .气体 A 吸热,内能增加
B .气体 B 吸热,对外做功,内能不变
C .气体 A 分子的平均动能增大
D .气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增大
A
【解析】
【详解】
A .气体 A 发生等容变化
温度升高,内能增加,根据热力学第一定律
可知气体 A 吸热,故 A 正确;
B .对 B 上方活塞进行受力分析,根据平衡条件可知, B 气体的压强不变,由于隔板导热性良好, B 气体会吸收 A 气体的热量后温度上升,内能增大,再根据理想气体状态方程
在压强不变,温度升高的情况下,体积增大,则气体对外做功,故 B 错误;
C .气体 A 和气体 B 温度都上升了,分子的平均动能都增大,分子平均动能是大量分子的一种统计规律,分子的平均动能都增大,并非每一个分子的动能都会增大,故 C 错误;
D .根据气体压强的微观意义,气体压强和分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数、分子平均动能有关,在压强不变的情况下,气体 B 的分子平均动能增大,气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少,故 D 错误。
故选 A 。
热平衡和温度:
1.平衡态:系统所有性质都不随时间变化的状态
2.热平衡:①两个系统相互接触,它们之间没有隔热材料,或与导热性能好的材料接触,这两个系统的状态参量不再变化,此时的状态叫热平衡状态,我们说两系统达到了热平衡
②系统达到热平衡的充要条件是温度相等
3.热平衡定律:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统之间也必定处于热平衡温度达到热平衡的系统具有“共同性质”,我们用温度来表征这个“共同性质”,也可以理解为物体的冷热程度
4.温标:
①概念:温度的数值表示法。温标是温度的标尺,为量度物体温度高低而对温度零点和分度方法所作的一种规定
②摄氏温标:规定标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃,在0和100之间分成100等份,每一等份就是1℃,这种表示温度的方法就是摄氏温标,表示的温度叫摄氏温度(t)
③绝对温标:规定摄氏温度的一273.15℃为零值,其一度等于摄氏温度的一度,这种表示温度的方法就是开尔文温标,也叫热力学温标。表示的温度叫热力学温度(T),单位为开尔文,简称开(K)
④关系:T=273.15+t(K)
5.温度计:
(1)概念:测量温度的仪器,利用测温物质与温度的关系制成温度计。
(2)测温原理:
①水银温度计是根据物质热胀冷缩的性质来测量温度的。
②金属电阻温度计是根据金属的电阻随温度的变化来测量温度的。
③气体温度计是根据气体压强与温度的关系来测量温度的。
④电偶温度计是根据不同导体因温差产生的电动势大小来测量温度的
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