Question

[物理-物理3-3]
（1）两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的分子力可忽略），设甲固定不动，乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近为止的整个过程中

 

A．分子力总是对乙做正功
B．乙总是克服分子力做功
C．先是乙克服分子力做功；然后分子力对乙做正功
D．先是分子力对乙做正功；然后乙克服分子力做功
（2）如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭右端开口，管内水银将长20cm长的空气柱封闭在左管内，此时两管内水银面的高度差为6cm，大气压强为标准大气压．现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少6cm，若温度保持不变，则：
①需注入水银柱的长度为多少？
②判断此过程中管内被封闭气体是吸热还是放热，并简述原因．

Answer 1

分析：（1）开始时由于两分子之间的距离大于r₀，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做正功，当分子间距小于r₀，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，
（2）根据管内外水银面的高度差，求出被封闭气体的压强，然后根据等温变化气态方程即可求解．
根据热力学第一定律求解．

解答：解：（1）分子间距大于r₀，分子力为引力，因此引力做正功；
分子间距小于r₀，分子力为斥力，因此斥力做负功，故选D．
（2）①玻璃管内的空气作等温变化，有：
（（p₀-ρgH₁）l₁=P₂l₂
得：末状态空气柱气体压强P₂=100cmHg
所以需注入水银柱的长度为42cm
②根据热力学第一定律，此过程水银柱对气体做功，而气体内能不变，所以应是放热．
故答案为：（1）D
（2）①需注入水银柱的长度为42cm
②此过程中管内被封闭气体是放热．

点评：（1）要正确分析分子之间距离与分子力的关系．
（2）本题考查了气体的等温变化和根据热力学第一定律．