Question

I．下列說法中正確的是
A．熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程具有方向性
B．兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10^-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大；分子勢(shì)能不斷增大
C．物體放出熱量，溫度不一定降低
D．在溫度不變的條件下，飽和汽的體積減小，其壓強(qiáng)增大
II．如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時(shí)，水銀柱上升，當(dāng)水銀柱上表面與導(dǎo)線接觸時(shí)，恰使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲．27℃時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度L₁為20cm，水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L₂為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為13cm，大氣壓強(qiáng)為75cm水銀柱高．
（1）當(dāng)溫度至少達(dá)到多少攝氏度時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警？
（2）如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)至少注入多少厘米高的水銀柱？

Answer 1

分析：I．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，能量的自發(fā)的轉(zhuǎn)移有方向，有分子間的作用力和距離的關(guān)系可以知道分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系．
II．（1）加入水銀柱后空氣柱下降，但是玻璃管的總長(zhǎng)度38cm不變，再由理想氣體狀態(tài)變化方程求得加入水銀柱的長(zhǎng)度．
（2）如果大氣壓增大，氣體壓強(qiáng)變大；可以假設(shè)是電路接通時(shí)氣壓突然變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，要保持原來的體積，要升高溫度．

解答：解：I．A、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，能量的自發(fā)的轉(zhuǎn)移有方向，只能從高溫到低溫，具有方向性，所以A正確；
B、兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10^-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大；分子勢(shì)能也是先減小后增大，所以B錯(cuò)誤；
C、物體放出熱量，同時(shí)外界可能對(duì)氣體做功，所以溫度不一定降低，所以C正確；
D、飽和汽壓是有氣體的溫度決定的，與氣體體積的大小無關(guān)，所以D錯(cuò)誤．
故選AC．
II．（1）報(bào)警器報(bào)警，則氣體柱的長(zhǎng)度要增大到L₁+L₂
根據(jù)等壓變化

T1

T2

=

V1

V2

代入數(shù)據(jù)得T₂=450K，即t₂=177℃
（2）設(shè)加入X水銀柱，在87℃時(shí)會(huì)報(bào)警，

P1V1

T1

=

P3V3

T3

可得

83×20S

300

=

(88+x)(30-x)s

360

得 x²+58x-528=0
解得x=8．cm或x=-66cm（舍去）
答：I．故選AC．
II．（1）當(dāng)溫度達(dá)到177℃時(shí)，報(bào)警器會(huì)報(bào)警；
（2）如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入8．cm高的水銀柱；

點(diǎn)評(píng)：第一問涉及的知識(shí)較多，要牢固的狀物課本的基礎(chǔ)知識(shí)，第二問，氣體狀態(tài)變化可以應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求解，本題的關(guān)鍵是找出氣體的變化是等壓變化．