Question

[物理-物理3-3]
（1）下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是

 

．
a．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力
b．在車胎突然爆裂后的瞬間，車胎內(nèi)的氣體內(nèi)能增加
c．液體表面存在表面張力，表面張力有使液體表面收縮的趨勢
d．所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀自然過程都具有方向性
（2）某學校科技興趣小組，利用廢舊物品制作了一個簡易氣溫計：在一個空葡萄酒瓶中插入一根兩端開口的玻璃管，玻璃管內(nèi)有一段長度可忽略的水銀柱，接口處用蠟密封，將酒瓶水平放置，如圖所示．已知該裝置密封氣體的體積為480cm³，玻璃管內(nèi)部橫截面積為0.4cm²，瓶口外的有效長度為48cm．當氣溫為7℃時，水銀柱剛好處在瓶口位置．
（1）求該氣溫計能測量的最高氣溫．
（2）假設(shè)水銀柱從瓶口處緩慢移動到最右端的過程中，密封氣體從外界吸收3J熱量，則在這一過程中該氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？（已知大氣壓為1×10⁵Pa）

Answer 1

分析：（1）玻璃管兩端開口，水銀柱移動時，密封的氣體發(fā)生等壓變化，當水銀柱到達管口時，所測氣溫最高，根據(jù)呂薩克定律求解．
（2）由熱力學第一定律△U=W+Q，分析吸放熱．

解答：解：（1）a、氣體分子之間的距離很大分子力近似為零，氣體如果失去了容器的約束就會散開，是由于分子不停的做無規(guī)則運動的結(jié)果，故a錯誤；
b、在車胎突然爆裂后的瞬間，體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能減小，故b錯誤；
c、液體表面存在表面張力，表面張力有使液體表面收縮的趨勢c正確；
d、根據(jù)熱力學第二定律可知：所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀自然過程都具有方向性，d正確．
故選：cd．
（2）封閉氣體做等壓變化：

V1

T1

=

V2

T2

解得：T₂=291.2K=18.2℃
外界對氣體做功：W=-p₀SL=-1.92 J
根據(jù)熱力學第一定律：△U=W+Q=（-1.92+3）J=1.08 J
故內(nèi)能增加1.08 J
答：（1）cd（2）該氣溫計能測量的最高氣溫18.2℃；內(nèi)能增加1.08 J．

點評：對于氣體狀態(tài)變化問題，關(guān)鍵在于分析是等值變化還是三個參量同時變化的問題，要善于挖掘隱含的條件．