Question

（2011·江蘇物理·T12.A）如題12A-1圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉輪轉動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動。下列說法正確的是（   ）

A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量

B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身

C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高

D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量

(2)如題12A-2圖所示，內壁光滑的氣缸水平放置。一定質量的理想氣體被活塞密封在氣缸內，外界大氣壓強為P₀。現對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V₁增大為V₂。則在此過程中，氣體分子平均動能_________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內能變化了_____________。

(3)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數據手冊得知：油酸的摩爾質量M=0.283kg·mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg·m^-3.若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取N_A=6.02×10²³mol^-1.球的體積V與直徑D的關系為，結果保留一位有效數字)

 

Answer 1

【答案】

(1)D(2)增大，（3）

【解析】（1）該永動機葉片進入水中，吸收熱量而伸展劃水，推動轉輪轉動，離開水面后向空氣中放熱，葉片形狀迅速恢復，所以轉動的能量來自熱水，由于不斷向空氣釋放熱量，所以水溫逐漸降低，ABC錯，D對。

（2）氣體做等壓變化，體積變大，溫度升高，平均動能增大，內能的變化為

（3）一個油酸分子的體積

分子直徑為D=

最大面積帶入數據得：S=