Question

物理選修3-3
（1）下列說法正確的是
A．布朗運動雖然不是液體分子的運動，但是它可以說明分子在永不停息地做無規則運動
B．在使兩個分子間的距離由很遠（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；分子勢能不斷增大
C．在溫度不變的條件下，增大飽和汽的體積，就可減小飽和汽的壓強．
D．液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性
（2）（某壓力鍋的結構如圖所示．蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時，停止加熱．
①若此時鍋內氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數為N_A，寫出鍋內氣體分子數的 估算表達式．
②假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量．鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？
③已知大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=P₀（1-αH），其中常數α＞0．結合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當壓力閥被頂起時鍋內氣體溫度有何不同．

Answer 1

分析：（1）解答本題應該掌握：布朗運動特點以及物理意義；液體分子距離特點以及分子勢能和分子距離之間關系；分子力隨分子之間距離變化關系；液晶的特點．
（2）根據氣體的體積為V，摩爾體積為V₀求出摩爾數，在運用阿伏加德羅常數求出分子數．
根據熱力學第一定律求出內能變化量．
根據作用力的關系得出壓強的關系，結合查理定律得出當壓力閥被頂起時鍋內氣體的溫度的變化．

解答：解：（1）A、布朗運動是懸浮在液體中固體微粒的無規則運動，是由大量分子撞擊引起的，反應了液體分子的無規則運動，故A正確；
B、在使兩個分子間的距離由很遠（r＞10^-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子力先增大，后減小，又增大．分子力先做正功，再做負功，所以分子勢能先減小后增大．故B錯誤．
C、溫度升高，飽和汽壓強變大，溫度降低時，飽和汽壓強變小．飽和汽壓強與體積無關．一飽和汽不是理想氣體，不適用理想氣體方程．故C錯誤．
D、根據液晶特點和性質可知：液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性，故D正確．
故選AD．
（2）：①設鍋內氣體分子數為n，氣體的摩爾數為
n=

V

V0

N_A
②鍋內氣體對壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量，
根據熱力學第一定律得：△U=W+Q=-3 J
鍋內氣體內能減少，減少了3 J．
③由P=P₀（1-αH）（其中α＞0）知，隨著海拔高度的增加，大氣壓強減小．
由P₁=P₀+

mg

S

知，隨著海拔高度的增加，閥門被頂起時鍋內氣體壓強減小．
根據查理定律得：

P1

T1

=

P2

T2

可知閥門被頂起時鍋內氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．
故答案為：（1）AD
（2）①鍋內氣體分子數為 

V

V0

N_A．
②鍋內氣體內能減少，減少了3 J．
③可知閥門被頂起時鍋內氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．

點評：（1）本題考查了分子動理論和液晶的有關知識，大都需要記憶理解，注意在平時訓練中加強練習．
（2）阿伏加德羅常數是聯系宏觀與微觀的橋梁．
知道熱力學第一定律△U=W+Q 的物理意義．