Question

[物理一選修3-3]
（1）下列說法：正確的是

 

．
A．由阿伏伽德羅常數、氣體的摩爾質量和密度，可以估算般該種氣體分子的大小
B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯
C．分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，分子間斥力隨分子間距離的增大而減小
D．根據熱力學第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
（2）內壁光滑的導熱氣缸開口向上豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質量的活塞封閉著體積為2.73×10^-3m³的理想氣體，活塞面積為2.00×10^-4m²．現在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變為原來的

4

5

．然后將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體體積重新變為2.73×10^-3m³（大氣壓強P₀=1.00×10⁵Pa，g=10m/s²）
求：
①所加沙子的質量；
②氣缸內氣體最終的溫度．

Answer 1

分析：（1）正確解答本題需要掌握：可以求出液體或固體分子的體積，但是不能求出氣體分子的體積，可以求出氣體分子活動的空間；明確布朗運動的特點、實質；分子間的引力、斥力和分子之間距離的關系；熟練應用熱力學第二定律解決問題．
（2）在冰水混合物中時，被封氣體發生等溫變化，將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體體積重新變為2.73×10^-3m³，被封氣體發生等壓變化，根據理想氣體方程求解．

解答：解：（1）A、只要知道液體、固體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數，則摩爾體積除以阿伏伽德羅常數就是液體、固體分子的體積，但是對于氣體，無法求出氣體分子的體積，可以求出氣體所占的空間，故A錯誤；
B、懸浮在液體中的固體微粒越小，來自各方向的撞擊抵消的越少，則布朗運動就越明顯，故B正確；
C、分子之間的引力和斥力隨著距離的變化規律是相同的，但是距離對斥力的影響大，故C錯誤；
D、在引起其他變化的情況下，熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體，故D錯誤．
故選B．  
（2）在冰水混合物中時，被封氣體發生等溫變化
P₁V₁=P₂V₂
 V₂=

4

5

V₁    
P₂=

5

4

P₁=1.25×10⁵Pa，
又P₂=P₀+

mg

S

m=0.5 kg                                                                                
②將氣缸移出水槽，緩慢加熱，使氣體體積重新變為2.73×10^-3m³，被封氣體發生等壓變化，

V2

T2

=

V3

T3

T₂=273K
V₃=

5

4

V₂
解得T₃=341.25K
故答案為：（1）B
（2）①所加沙子的質量是0.5 kg；
②氣缸內氣體最終的溫度是341.25K．

點評：對于熱學知識要大都需要記憶，因此平時注意加強記憶和積累；
熟練應用理想氣體方程解題．