Question

如图所示，在一个质量为M、横截面积为S的圆柱形导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，气体的体积为，活塞与气缸间密封且光滑，一弹簧秤连接在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上，当外界气温升高（大气压保持为）时，则弹簧秤的示数       （填“变大”、“变小”或“不变”），如在该过程中气体从外界吸收的热量为Q，且气体的体积的变化量为，则气体的内能增加量为          。

Answer

不变，

【解析】

试题分析：对整体受力分析，受弹力，大气压力（合力为零），重力．由受力平衡可得：

，对活塞受力分析，其受弹力，外界大气压力，内部大气压力，设内部气体压强为P，则： ，解得： ，故体积增大，气缸对外做功为：

由能量转化和守恒可得： 。

考点：热力学第一定律

【名师点睛】对整体受力分析，受弹力，大气压力（合力为零），重力；对整体受力可得弹力等于重力，隔离对活塞受力分析，其受弹力，外界大气压力，内部大气压力，由此可得内部气体压力，进而可求气缸内气体对外做的功，进而可得内能增加。