Question

4．給體積相同的玻璃瓶A、B分別裝滿溫度為60℃和O℃的熱水和冷水（如圖所示）
（1）關(guān)于溫度，下列說法中正確的是A
A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以A瓶中水分子的平均動(dòng)能比B瓶中水分子的平均動(dòng)能大
B．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)愈顯著，所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著
C．A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大
D．由于AB兩瓶水體積相等，所以AB兩瓶中水分子間的平均距離相等
（2）若把AB兩只玻璃瓶并靠在一起，則A、B瓶?jī)?nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變，這種改變內(nèi)能的方式叫熱傳導(dǎo)，而且熱量只能由A瓶傳到B瓶，由此可進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是自然界中進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性．
（3）已知水的分子量是18．若B瓶中水的質(zhì)量為3kg，水的密度為1.0×10³kg/m³，阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1，求B瓶中水分子個(gè)數(shù)約為多少？

Answer 1

分析 （1）溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，水分子數(shù)與AB瓶?jī)?nèi)水的體積有關(guān)，內(nèi)能也與水的體積有關(guān)，相同體積不同溫度水分子的個(gè)數(shù)不同，平均距離就不同，故平均距離與溫度有關(guān)．
（2）根據(jù)熱傳遞的特點(diǎn)與熱力學(xué)第二定律解釋即可；
（3）已知B瓶中水的質(zhì)量，水的密度和阿伏加德羅常數(shù)，根據(jù)它們之間的關(guān)系式即可計(jì)算．

解答 解：（1）A、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A的溫度高，故A的平均動(dòng)能大，故A正確．
B、布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．
C、體積相同的玻璃瓶A、B分別裝滿溫度為60℃和O℃的熱水和冷水，它們的體積相等，質(zhì)量近似相等，溫度不同，所以內(nèi)能一定不同．故C錯(cuò)誤．
D、平均距離與溫度有關(guān)，相同體積不同溫度水分子的個(gè)數(shù)不同，平均距離就不同，故D錯(cuò)誤．
故選：A
（2）若把AB兩只玻璃瓶并靠在一起，則A、B瓶?jī)?nèi)水的內(nèi)能都將發(fā)生改變，這種改變內(nèi)能的方式叫 熱傳導(dǎo)，而且熱量只能由 A瓶傳到 B瓶，由此可進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是自然界中進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性．
（3）已知B瓶中水的質(zhì)量為3kg，水的密度為1.0×10³kg/m³，水的體積：$V=\frac{m}{ρ}=\frac{3}{1.0×1{0}^{3}}=3×1{0}^{-3}{m}^{3}$
水的分子量是18g，一個(gè)水分子的體積：${V}_{0}=\frac{1.8×1{0}^{-5}}{6.02×1{0}^{23}}≈3×1{0}^{-29}{m}^{3}$
水分子的個(gè)數(shù)：n=$\frac{V}{{V}_{0}}=\frac{3×1{0}^{-3}}{3×1{0}^{-29}}=1×1{0}^{26}$個(gè)
故答案為：①A．（2）熱傳導(dǎo)；A，B；自然界中進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性；（3）1×10²⁶個(gè)

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)是要知道不單是分子平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子的平均距離與溫度也有關(guān)系．