Question

 物理選修3-3
（1）關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法，正確的是

 

（填入正確選項(xiàng)前的字母）
A．布朗運(yùn)動(dòng)是指液體或氣體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)
B．氣體的溫度升高，每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增加
C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，其分子之間的勢能增加
D．空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃�學(xué)第二定律
（2）如圖所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強(qiáng)．開始時(shí)，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)氣體體積為30cm³，氣壓表讀數(shù)為1.1×10⁵Pa．若用力向下推動(dòng)活塞，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×10⁵Pa．不計(jì)活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．
①簡要說明活塞移動(dòng)過程中，被封閉氣體的吸放熱情況；
②求活塞穩(wěn)定后氣體的體積；
③對該過程中的壓強(qiáng)變化做出微觀解釋．

Answer 1

分析：（1）懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)；
溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大，分子平均速度越大，每個(gè)分子的速率不一定大；
同溫度的水變?yōu)橥瑴囟鹊乃�蒸氣要吸收熱量，�?nèi)能增加，由于溫度不變，所以分子的平均動(dòng)能不變，增加的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為分子勢能，分子勢能增加；
熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容：熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物體（克勞修斯表述）；
（2）①氣體溫度不變，氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律分析氣體吸熱還是放熱；
②氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律可以求出氣體體積；
③應(yīng)用分子動(dòng)理論解釋氣體的等溫變化中壓強(qiáng)的變化規(guī)律．

解答：解：（1）A、布朗運(yùn)動(dòng)是指液體或氣體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)，故A正確；
B、氣體的溫度升高，氣體分子的平均速率變大，但并不是每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增加，故B錯(cuò)誤；
C、一定量100℃的水變成100℃的水蒸汽，內(nèi)能增加，其分子之間的勢能增加，故C正確；
D、空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，并不是自發(fā)進(jìn)行的，而是通過電動(dòng)機(jī)做功而實(shí)現(xiàn)的，制冷機(jī)的工作遵守?zé)崃�學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤；
（2）①在移動(dòng)活塞的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功，W＞0；
環(huán)境溫度不變，活塞緩慢向下移動(dòng)過程中，氣體溫度不變，氣體溫度內(nèi)能不變，△U=0；
由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，可知Q=△U-W=-W＜0，因此氣體要放出熱量；
②氣體發(fā)生了等溫變化，由玻意耳定律可得：P₁V₁=P₂V₂，
即：1.1×10⁵Pa×30cm³=2.2×10⁵Pa×V₂，解得：V₂=15cm³，
③氣體溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，每個(gè)分子對器壁的撞擊力不變；
在活塞向下移動(dòng)的過程中，氣體體積減小，分子密度增加，
單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增加，器壁單位面積受到的壓力增大，即氣體壓強(qiáng)增大．
故答案為：（1）AC；（2）①封閉氣體放熱；②活塞穩(wěn)定后氣體的體積是15cm³；
③氣體溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，氣體體積減小，分子密度增大，氣體壓強(qiáng)變大．

點(diǎn)評：本題是一道綜合題，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，但難度不大，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．