Question

物理-選修-3-3
（1）下列說法正確的是______
A．外界對氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大
B．熱量不可以自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體
C．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性
D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強一定增大
（2）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化．已知V_A=0.3m³，T_A=T_C=300K、T_B=400K．
①求氣體在狀態(tài)B時的體積．
②說明B→C過程壓強變化的微觀原因
③設(shè)A→B過程氣體吸收熱量為Q₁，B→C過程氣體放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小說明原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功與熱傳遞；
自發(fā)的宏觀熱學(xué)過程是有方向性的，熱量只能從高溫物體傳到低溫物體；
氣體壓強由分子的平均動能與分子數(shù)密度決定．
（2）①氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律可以求出氣體體積；
②氣體發(fā)生等容變化，由查理定律判斷其壓強如何變化，然后微觀角度分析其壓強變化的原因；
③應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析熱量大小關(guān)系．
解答：解：（1）A、如果外界對氣體做功的同時，氣體對外放出熱量，氣體內(nèi)能不一定增大，故A錯誤；
B、由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可以自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體，故B正確；
C、能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，故C正確；
D、如果氣體分子平均動能不變，單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體壓強增大，如果氣體分子平均動能減小，單位體積的氣體分子數(shù)減少，則氣體壓強可能增大，可能不變，也可能減小，故D錯誤；
故選BC．
（2）①A→B過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律可得：
=，即=，則V_B=0.4m³；
②B→C過程為等容變化，溫度降低，由查理定律可知，氣體壓強減小，這是因為在該過程中，氣體體積不變，氣體分子數(shù)密度不變，單位時間撞擊器壁的分子數(shù)不變，而氣體溫度降低，氣體分子平均動能減小，單位時間單位器壁上所受到的壓力變小，氣體壓強變�。�
③A→B過程為等壓變化，氣體溫度升高，內(nèi)能增大；氣體體積變大，氣體對外做功W，由熱力學(xué)第一定律可知：
△U_AB=Q₁-W；B→C過程為等容變化，氣體體積不變，氣體對外不做功，△U_BC=Q₂；因為T_A=T_C，則△U_AB=△U_BC，
即Q₁-W=Q₂，則Q₁＞Q₂，
故答案為：（1）BC；（2）①氣體在狀態(tài)B時的體積為0.4m³；
②如上所述；③大于，原因：如上所述．
點評：本題考查了物理選修3-3內(nèi)容，對與選修內(nèi)容，高考中所出的題目難度不會很大，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題；學(xué)習(xí)時應(yīng)注意牢固掌握基礎(chǔ)知識．