Question

[物理一選修3-3]
（1）下列有關(guān)熱現(xiàn)象的敘述中正確的是

 

A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
B．分子間不可能同時(shí)存在引力和斥力
C．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，但一定要引起其它的變化
D．-定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過程，其溫度一定降低
（2）-氣缸豎直放在水平地面上，缸體質(zhì)量M=10Kg，活塞質(zhì)量m=4kg，活塞橫截面積S=X10^-3m²．活塞上面的氣缸里封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強(qiáng)P₀=10X10⁵Pa．活塞下面與勁度系數(shù)k=2X10³N/m的輕彈簧相連．當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為127⁰C時(shí)彈簧為自然長度，此時(shí)缸內(nèi)氣柱長度L₁=20cm，g取10m/_S²，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦．
①當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L2=24cm時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為多少開？
②缸內(nèi)氣體溫度上升到T₀以上，氣體將做等壓膨脹，則T₀為多少開？

Answer 1

分析：（1）解答本題應(yīng)該掌握：布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及物理意義；熱力學(xué)第二定律內(nèi)容以及氣體方程的應(yīng)用．
（2）當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到一定值時(shí)，氣缸對地壓力為零，此后再升高氣體溫度，氣體壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化．根據(jù)平衡條件和理想氣體狀態(tài)方程求解．

解答：解：（1）A、布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是由大量分子撞擊引起的，反應(yīng)了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、分子間同時(shí)存在引力和斥力，故B錯(cuò)誤，
C、根據(jù)熱力學(xué)第二定律知道熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，但一定要引起其它的變化，故C正確．
D、-定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過程，根據(jù)理想氣體方程得溫度一定升高，故D錯(cuò)誤．
故選C．
（2）①根據(jù)題意得：V₁=20S   V₂=24S   T₁=400K
P₁=P₀-

mg

S

=0.8×10⁵Pa
P₂=P₀+

F-mg

S

=1.2×10⁵Pa
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，得：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

解得T₂=720K    
②當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到一定值時(shí)，氣缸對地壓力為零，此后再升高氣體溫度，氣體壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化．
設(shè)氣缸剛好對地沒有壓力時(shí)彈簧伸長為△X，則
k△x=（m+M）g
△x=7cm V₃=27S  
P₃=P₀+

mg

S

=1.5×10⁵Pa
 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，得：

P1V1

T1

=

P3V3

T0

   
    解得T₀=1012.5K  
故答案為：（1）C
（2）①當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L2=24cm時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為720K
 ②缸內(nèi)氣體溫度上升到T₀以上，氣體將做等壓膨脹，則T₀為1012.5K

點(diǎn)評：（1）本題考查了分子動(dòng)理論和熱力學(xué)第二定律有關(guān)知識，大都需要記憶理解，注意在平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)．
（2）能用靜力學(xué)觀點(diǎn)確解決問題．
要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化．