Question

（1）下列說法中正確的是______
A．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
B．擴散運動就是布朗運動
C．大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體
D．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的
（2）圖中A、B氣缸的長度和截面積均為30cm和20cm²，C是可在氣缸內無摩擦滑動的、體積不計的活塞，D為閥門．整個裝置均由導熱材料制成．起初閥門關閉，A內有壓強P_A=2.0×10⁵帕的氮氣．B內有壓強P_B=1.0×10⁵帕的氧氣．閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡．求：
①活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強；
②活塞C移動過程中A中氣體是吸熱還是放熱（簡要說明理由）．（假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接氣缸的管道體積可忽略）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據液體表面層分子間距離，分析分子間的作用力．布朗運動與擴散現象意義不同．鹽顆粒大小變化不改變晶體的結構．根據第二類永動機的原理分析．
（2）整個裝置均由導熱材料制成，活塞C向右移動時，兩氣缸內氣體均發生等溫變化，平衡后兩部分氣體的壓強相等．根據玻意耳定律，結合關系條件求解．根據熱力學第一定律分析吸放熱情況．
解答：解：（1）A、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吸引力，從而產生表面張力．故A正確．
        B、布朗運動是懸浮在液體中的顆粒做的無規則運動，是液體分子無規則運動的間接反映．而擴散運動是分子運動的直接反映．故B錯誤．
        C、大顆粒的鹽磨成細鹽，不改變鹽的晶體結構．故C錯誤．
        D、第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了物理過程的方向性，所以制造不出來．故D正確．
故選AD
   （2）①由玻意耳定律：
     對A部分氣體有：p_ALS=p（L+x）S
     對B部分氣體有：p_BLS=p（L-x）S
       代入相關數據解得：x=10cm，p=1.5×10⁵Pa
        ②活塞C向右移動的過程中A中氣體對外做功，而氣體發生等溫變化，內能不變，故A中氣體從外界吸熱． 
本題答案是：（1）AD
            （2）①活塞C移動的距離為10cm，平衡后B中氣體的壓強1.5×10⁵Pa；
                 ②活塞C移動過程中A中氣體是吸熱．
點評：本題采用是的隔離法分別對兩部分氣體用玻意耳定律研究，同時要抓住兩部分氣體的相關條件，如壓強關系、體積關系等等．