Question

（1）關于熱力學定律，下列說法正確的是

AE

A．為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量
B．對某物體做功，必定會使該物體的內能增加
C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功
D．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體
E．功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程
（2）如圖，長L=100cm，粗細均勻的玻璃管一端封閉．水平放置時，長L₀=50cm的空氣柱被水銀柱封住，水銀柱長h=30cm．將玻璃管緩慢地轉到開口向下的豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有△h=15cm的水銀柱進入玻璃管．設整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強p₀=75cmHg．求：
插入水銀槽后管內氣體的壓強p．

Answer 1

分析：在熱力學中，系統發生變化時，內能的變化為△U=Q+W；不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化．
將玻璃管緩慢地轉到開口向下和豎直位置的過程中會有一部分水銀流出，這是該題的關鍵所在．找出各種長度之間的關系，代入玻意耳定律，求解即可．

解答：解：（1）、做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方法，故A正確；
B、對物體做功，同時物體可能向外放出熱量，則內能也不定增加，故B錯誤；
C、熱力學第二定律可以表示為：不可能制成一種循環動作的熱機，從單一熱源取熱，使之完全變為功而不引起其它變化；即熱機的效率不可能是百分之百，故C錯誤，
D、根據熱力學第二定律的表述：熱量不可能自發的從高溫物體傳向低溫物體．但是在外界影響的情況下熱量也可以從低溫傳向高溫，比如空調，故D錯誤；
E、熱力學第二定律的實質：一切與熱現象有關的實際宏觀過程都是不可逆的；故E正確；
故選AE．
（2）將玻璃管緩慢地轉到開口向下和豎直位置的過程中，設會有xcm水銀流出，氣體的初狀態：P₁=P₀=75cmHg，V₁=L₀s；
末狀態：P₂=75-（30-x）cmHg，V₂=100s-（30-x）s
由玻意耳定律：P₁V₁=P₂V₂
代入數據，解得：x₁=-120cm（舍去），x₂=5cm
插入后有△h=15cm的水銀柱進入玻璃管，此時管內的水銀柱長度：L′=（30-5+15）cm=40cm，V₃=（L-L′）s
由玻意耳定律：P₁V₁=P₃V₃
代入數據，解得：P₃=62.5cmHg
答：插入水銀槽后管內氣體的壓強62.5cmHg．

點評：該題中會有一部分水銀流出，這是該題的關鍵所在，很多的同學在解題的過程中，往往考慮不到這一點而出現錯誤．屬于易錯題．