Question

[物理--選修3-3]
（1）關(guān)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．氣體體積增大，內(nèi)能會(huì)減少
B．溫度升高，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈，單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多
C．氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小
D．氣體的體積變小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，氣體的壓強(qiáng)不一定增大
E．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，氣體體積變大，壓強(qiáng)可能減小
（2）如圖所示，粗細(xì)均勻的L形玻璃管放在豎直平面內(nèi)，封閉端水平放置，水平段管長(zhǎng)60cm，豎直段管長(zhǎng)為20cm，在水平管內(nèi)有一段長(zhǎng)20cm的水銀封閉著一段長(zhǎng)35cm的空氣柱．已知?dú)庵�的溫度�?℃，大氣壓強(qiáng)為'75cmHg，求當(dāng)空氣柱的溫度升高到111℃時(shí)，封閉端空氣柱的長(zhǎng)度．

Answer 1

分析：（1）A、根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷內(nèi)能的變化情況；
B、單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)與溫度和分子密度有關(guān)；
C、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志；
DE、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程判斷壓強(qiáng)的變化；
（2）先判斷出溫度升高到111℃時(shí)水平管事否還有水銀，然后根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解．

解答：解：（1）A、氣體體積增大，說(shuō)明氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，不知道Q的情況，故無(wú)法確定內(nèi)能的變化，故A錯(cuò)誤；
B、單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)與溫度和分子密度有關(guān)，溫度升高，但不知道體積的變化情況故無(wú)法確定分子密度的變化情況，故單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)不一定增多，故B錯(cuò)誤；
C、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，C正確；
D、氣體的體積變小時(shí)，單位體積的分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多，根據(jù)

PV

T

=C，若溫度T減小，則P有可能減小，即壓強(qiáng)不一定增大，故D正確；
E、當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，氣體體積變大，根據(jù)

PV

T

=C，若T不變或這降低，則壓強(qiáng)減小，故E正確．
故選：CDE．
（2）設(shè)溫度升高到t℃時(shí)，水銀柱剛好全部移動(dòng)到豎直管內(nèi)，由理想氣體狀態(tài)方程

P1V1

T1

=

P2V2

T2

即：

75×35

280

=

95×60

273+t

解得：t=335℃
故111℃時(shí)，水平管內(nèi)還有水銀．設(shè)豎直管內(nèi)水銀柱高為x，由理想氣體狀態(tài)方程：

P1V1

T1

=

P2′V2′

T2′

即

75×35

280

=

(75+x)(60-20+x)

384

解得x=5cm，所以空氣柱長(zhǎng)45cm．
答：當(dāng)空氣柱的溫度升高到111℃時(shí)，封閉端空氣柱的長(zhǎng)度為45cm．

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵熟悉理想氣體模型、氣壓的微觀解釋?zhuān)�及�?nèi)能的決定因素．