Question

[物理-物理3-3]
（1）兩個分子甲和乙相距較遠（此時它們之間的分子力可忽略），設甲固定不動，乙逐漸靠近甲，直到不能再靠近為止的整個過程中

 

A．分子力總是對乙做正功
B．乙總是克服分子力做功
C．先是乙克服分子力做功；然后分子力對乙做正功
D．先是分子力對乙做正功；然后乙克服分子力做功
（2）如圖所示，豎直放置的U形管，左端封閉右端開口，管內水銀將長20cm長的空氣柱封閉在左管內，此時兩管內水銀面的高度差為6cm，大氣壓強為標準大氣壓．現向右管內再注入水銀，使空氣柱長度減少6cm，若溫度保持不變，則：
①需注入水銀柱的長度為多少？
②判斷此過程中管內被封閉氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．

Answer 1

分析：（1）開始時由于兩分子之間的距離大于r₀，因此分子力為引力當相互靠近時分子力做正功，當分子間距小于r₀，分子力為斥力，相互靠近時，分子力做負功，
（2）根據管內外水銀面的高度差，求出被封閉氣體的壓強，然后根據等溫變化氣態方程即可求解．
根據熱力學第一定律求解．

解答：解：（1）分子間距大于r₀，分子力為引力，因此引力做正功；
分子間距小于r₀，分子力為斥力，因此斥力做負功，故選D．
（2）①玻璃管內的空氣作等溫變化，有：
（（p₀-ρgH₁）l₁=P₂l₂
得：末狀態空氣柱氣體壓強P₂=100cmHg
所以需注入水銀柱的長度為42cm
②根據熱力學第一定律，此過程水銀柱對氣體做功，而氣體內能不變，所以應是放熱．
故答案為：（1）D
（2）①需注入水銀柱的長度為42cm
②此過程中管內被封閉氣體是放熱．

點評：（1）要正確分析分子之間距離與分子力的關系．
（2）本題考查了氣體的等溫變化和根據熱力學第一定律．