Question

（1）下列說法正確的是

D

A．當分子間距離增大時，分子間作用力減小，分子勢能增大
B．已知某物質的摩爾質量為M，密度為，阿伏加德羅常數為N_A，則該種物質的分子體積為
C．自然界發生的一切過程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發生
D．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，液體表面存在張力
（2）根據分子動理論和熱力學定律，下列說法正確的是

B

A．布朗運動是液體分子的運動，說明分子在做永不停息的無規則運動
B．分子間既存在引力也存在斥力，分子力是它們的合力
C．溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志，因而絕對零度是可能達到的
D．第二類永動機不可能制造成的原因是因為違背了能的轉化和守恒定律
（3）如圖所示，質量為m=10kg的活塞將一定質量的理想氣體密封在氣缸中，開始時活塞距氣缸底高度h₁=40cm，此時氣體的溫度T₁=300K．現緩慢給氣體加熱，氣體吸收熱量Q=420J，活塞上升到距氣缸底h₂=60cm處．已知活塞面積S=50cm²，大氣壓強P₀=1.0×10⁵Pa，不計活塞與氣缸之間的摩擦，重力加速度g取10m/s²．求：給氣體加熱的過程中，氣體增加的內能△U．

Answer 1

分析：（1）當分子間距離增大時，分子力作用力不一定減小，分子勢能不一定增大．對于固體或液體，分子間距離較小，根據摩爾體積與阿伏加德羅常數之比，可求出分子的體積，而氣體分子間空隙較大，不能用這種方法求解分子體積．符合能量守恒定律的宏觀過程不一定都能自然發生，有的過程有方向性．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，分子間存在相互作用的引力．
（2）布朗運動不是液體分子的運動，是液體分子無規則運動的反映．分子間引力與斥力同時存在，分子力是它們的合力．溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志，絕對零度是不可能達到的．第二類永動機沒有違背了能的轉化和守恒定律．
（3）緩慢給氣體加熱，氣體發生等壓膨脹，以活塞為研究對象，求出氣體的壓強，再求出氣體對外做功，根據熱力學第一定律求解氣體增加的內能△U．

解答：解：
（1）A、當分子間距離增大時，分子力作用力不一定減小，分子勢能不一定增大．故A錯誤．
     B、對于固體或液體，分子間距離較小，根據摩爾體積與阿伏加德羅常數之比，可求出分子的體積，而氣體分子間空隙較大，不能用這種方法求解分子體積．故B錯誤．
     C、符合能量守恒定律的宏觀過程不一定都能自然發生，有的過程有方向性．故C錯誤．
     D、液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，分子間存在相互作用的引力，從而產生了表面張力．故D正確．
故選D．
（2）A、布朗運動是懸浮在液體中顆粒的運動，是液體分子無規則運動的反映．故A錯誤．
     B、分子間引力與斥力同時存在，分子力是它們的合力．故B正確
     C、溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志，絕對零度是不可能達到的．故C錯誤．
     D、第二類永動機沒有違背了能的轉化和守恒定律，而違反了熱力學第二定律．故D錯誤．
故選B
（3）緩慢給氣體加熱，該過程是等壓變化過程，設氣體的壓強為P，對外做功為W
        對活塞受力分析：p₀s+mg=ps   
        氣體對外做功：W=-ps（h₂-h₁）  
        由熱力學第一定律可知：△U=W+Q
   聯立代入解得：△U=300J    
故答案為：
（1）D  （2）B    （3）氣體增加的內能△U=300J．

點評：本題考查對熱力學知識的理解與掌握程度．對于氣體的狀態變化，關鍵分析隱含的條件，確定是何種變化過程．