Question

[物理-物理3-3]
（1）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是

 

．
a．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力
b．在车胎突然爆裂后的瞬间，车胎内的气体内能增加
c．液体表面存在表面张力，表面张力有使液体表面收缩的趋势
d．所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性
（2）某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示．已知该装置密封气体的体积为480cm³，玻璃管内部横截面积为0.4cm²，瓶口外的有效长度为48cm．当气温为7℃时，水银柱刚好处在瓶口位置．
（1）求该气温计能测量的最高气温．
（2）假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3J热量，则在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？（已知大气压为1×10⁵Pa）

Answer 1

分析：（1）玻璃管两端开口，水银柱移动时，密封的气体发生等压变化，当水银柱到达管口时，所测气温最高，根据吕萨克定律求解．
（2）由热力学第一定律△U=W+Q，分析吸放热．

解答：解：（1）a、气体分子之间的距离很大分子力近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子不停的做无规则运动的结果，故a错误；
b、在车胎突然爆裂后的瞬间，体积增大，气体对外做功，内能减小，故b错误；
c、液体表面存在表面张力，表面张力有使液体表面收缩的趋势c正确；
d、根据热力学第二定律可知：所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，d正确．
故选：cd．
（2）封闭气体做等压变化：

V1

T1

=

V2

T2

解得：T₂=291.2K=18.2℃
外界对气体做功：W=-p₀SL=-1.92 J
根据热力学第一定律：△U=W+Q=（-1.92+3）J=1.08 J
故内能增加1.08 J
答：（1）cd（2）该气温计能测量的最高气温18.2℃；内能增加1.08 J．

点评：对于气体状态变化问题，关键在于分析是等值变化还是三个参量同时变化的问题，要善于挖掘隐含的条件．