Question

（15分）（1）（6分）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是_________（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。

A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量

B.對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加

C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?/p>

D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體

E.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程

（2）（9分）如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開(kāi)。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開(kāi)閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。

（i）求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)（以mmHg為單位）

（ii）將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

 

Answer 1

【答案】

（1）ACE

（2）（i）180mmHg     （ii）364K

【解析】

（1）對(duì)物體做功或向它傳遞熱量是增加物體的內(nèi)能的方法，A正確；對(duì)某物體做功，同時(shí)對(duì)外散發(fā)熱量，物體的內(nèi)能可能減少，B錯(cuò)誤；并非熱不能完全轉(zhuǎn)化為功，而是在不引起其他變化的條件下熱不能完全轉(zhuǎn)化為功。在一定條件下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Γ珻正確；在外界對(duì)物體做功的情況下，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，D 錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程，E正確。

（2）（i）在打開(kāi)閥門S前，兩水槽水溫均為T₀=273K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p₁，體積為V_B，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為p_C，依題意有p₁=p_C+Δp①

式中Δp=60mmHg。打開(kāi)閥門S后，兩水槽水溫仍為T₀，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p_B。

依題意，有p_A=p_C  ②

玻璃泡A和B中氣體的體積為  V₂=V_A+V_B   ③

根據(jù)玻意耳定律得  p₁ V_B =p_BV₂    ④

聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得   ⑤

（ii）當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為Δp。玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為p_c′=p_a+Δp⑥

玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得  ⑦

聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得 T′=364 K   ⑧