Question

[物理一选修3-3]
（1）下列有关热现象的叙述中正确的是

 

A．布朗运动就是液体分子无规则的运动
B．分子间不可能同时存在引力和斥力
C．热量可以从低温物体传递到高温物体，但一定要引起其它的变化
D．-定质量的理想气体发生等压膨胀过程，其温度一定降低
（2）-气缸竖直放在水平地面上，缸体质量M=10Kg，活塞质量m=4kg，活塞横截面积S=X10^-3m²．活塞上面的气缸里封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强P₀=10X10⁵Pa．活塞下面与劲度系数k=2X10³N/m的轻弹簧相连．当气缸内气体温度为127⁰C时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L₁=20cm，g取10m/_S²，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．
①当缸内气柱长度L2=24cm时，缸内气体温度为多少开？
②缸内气体温度上升到T₀以上，气体将做等压膨胀，则T₀为多少开？

Answer 1

分析：（1）解答本题应该掌握：布朗运动特点以及物理意义；热力学第二定律内容以及气体方程的应用．
（2）当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．根据平衡条件和理想气体状态方程求解．

解答：解：（1）A、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故A错误．
B、分子间同时存在引力和斥力，故B错误，
C、根据热力学第二定律知道热量可以从低温物体传递到高温物体，但一定要引起其它的变化，故C正确．
D、-定质量的理想气体发生等压膨胀过程，根据理想气体方程得温度一定升高，故D错误．
故选C．
（2）①根据题意得：V₁=20S   V₂=24S   T₁=400K
P₁=P₀-

mg

S

=0.8×10⁵Pa
P₂=P₀+

F-mg

S

=1.2×10⁵Pa
根据理想气体状态方程，得：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

解得T₂=720K    
②当气体压强增大到一定值时，气缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．
设气缸刚好对地没有压力时弹簧伸长为△X，则
k△x=（m+M）g
△x=7cm V₃=27S  
P₃=P₀+

mg

S

=1.5×10⁵Pa
 根据理想气体状态方程，得：

P1V1

T1

=

P3V3

T0

   
    解得T₀=1012.5K  
故答案为：（1）C
（2）①当缸内气柱长度L2=24cm时，缸内气体温度为720K
 ②缸内气体温度上升到T₀以上，气体将做等压膨胀，则T₀为1012.5K

点评：（1）本题考查了分子动理论和热力学第二定律有关知识，大都需要记忆理解，注意在平时训练中加强练习．
（2）能用静力学观点确解决问题．
要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．