Question

（2011?長沙縣模擬）（選修模塊3-3）
（1）下列說法正確的是

AD

A．氣體的內能是分子熱運動的動能和分子間的勢能之和；
B．氣體的溫度變化時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之改變；
C．功可以全部轉化為熱，但熱量不能全部轉化為功；
D．一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數隨著溫度降低而減小；
（2）氣象探測氣球，在充有壓強為1.00atm（即76.0cmHg）、溫度為27.0℃的氦氣時，體積為3.50m³．在上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內氦氣壓強逐漸減小到此高度上的大氣壓36.0cmHg，氣球內部因啟動一持續加熱過程而維持其溫度不變．此后停止加熱，保持高度不變．已知在這一海拔高度氣溫為-48.0℃．求：
①氦氣在停止加熱前的體積；
②氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積．

Answer 1

分析：根據氣體狀態方程和已知的變化量去判斷其它的物理量．
知道氣體壓強產生的原理．
溫度是分子平均動能變化的標志．

解答：解：（1）A、氣體的內能是分子熱運動的動能和分子間的勢能之和，故A正確；
B、氣體的溫度變化時，分子平均動能變化，其分子間勢能不一定改變，故B錯誤；
C、第二定律開爾文表述：不可能從單一熱源取熱，把它全部變為功而不產生其他任何影響．只有在不產生其它影響的條件下，從單一熱源吸熱全部變功才是不可能的（被客觀規律所禁止的）．也就是說第二定律并不禁止下列情形：存在其他變化時，熱全部變功．或者說：“從單一熱源取熱，把它全部變為功”并非不可能，但只有在發生其他變化時，才能實現．故C錯誤．
D、一定量的氣體，在體積不變時，溫度降低，壓強減小，根據氣體壓強原理知道分子每秒平均碰撞次數也減小．故D正確．
故選AD．
（2）①在氣球上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內氦氣經歷一等溫過程．
根據玻意耳-馬略特定律有p₁V₁=p₂V₂①
式中，p₁=76.0cmHg，V₁=3.50m³，p₂=36.0cmHg，V₂是在此等溫過程末氦氣的體積．由①式得V₂=7.39m³ ．
②在停止加熱較長一段時間后，氦氣的溫度逐漸從T₁=300K下降到與外界氣體溫度相同，
即T₂=225K．這是一等過程 根據蓋-呂薩克定律有

V2

T1

=

V3

T2

②
式中，V₃是在此等壓過程末氦氣的體積．由②式得V₃=5.54m³ ．
故答案為：（1）AD
（2）①氦氣在停止加熱前的體積為7.39m³ ；
②氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積為5.54m³ ．

點評：本題考查了多個物理知識點的運用，我們要了解和清楚一些物理規律，并能加以運用．