Question

“物理3-3”模塊
（1）（在給出的四個選項中，可能只有一個選項正確，也可能有多個選項正確，全部選對3分，選對但不全的得1分，有選錯的得0分），下列說法正確的是______
A．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體
B．一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的
C．任何自然過程不一定總是沿著熵增加的方向進行的
D．電冰箱即使在工作時，也不可能把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體
E．懸浮在液體中的顆粒越大，周圍液體分子撞擊的機會越多，布朗運動越明顯
F．第二類永動機不可能制成，是因為它違背了熱力學第二定律
（2）如圖1所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體（可看做理想氣體）．若活塞固定，密封氣體溫度升高1℃，需要吸收的熱量為Q₁；若活塞不固定，且可無摩擦滑動，仍使密封氣體溫度升高1℃，需要吸收熱量為Q₂．Q₁和Q₂哪個大？為什么？
（3）如圖2，截面均勻，長度足夠的U型細玻璃管兩端都開口，管內(nèi)兩段水銀柱封閉著一段空氣柱．開始時，空氣柱被封閉在U型管左側的A、B兩點之間，空氣柱長為15cm，溫度為27℃，A點上方水銀柱長為25cm，BC高為5cm，若U型管底邊CD長10cm，此時的大氣壓強為75cmHg．現(xiàn)保持氣體的溫度不變，從U型管左側管口處緩慢地再注入25cm長的水銀柱，試求穩(wěn)定時管內(nèi)的空氣柱長度為多少？

Answer 1

【答案】分析：理解熱力學第一定律與第二定律，以及兩定律的應用；能根據(jù)熱力學第一定律判斷氣體的吸熱與做功；根據(jù)氣體的等溫變化解決此物體．
解答：解：（1）A、熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，舉個例子，電冰箱依靠電能做功，使得熱量從冰箱內(nèi)部傳到外部，有可能外部的溫度高于冰箱內(nèi)部原來的溫度，這就成了熱量從低溫物體傳到高溫物體，故A正確．
B、一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的，故B正確．
C、任何自然過程一定總是沿著熵增加的方向進行的，故C錯誤．
D、電冰箱即使在工作時，可能把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體，故D錯誤．
E、懸浮在液體中的顆粒越大，周圍液體分子撞擊的機會越多，固體顆粒受力越容易平衡，布朗運動越不明顯，故E錯誤．
F、系統(tǒng)只從單一的熱源，它從這個單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化．人們把這種想象中的熱機稱為第二類永動機．第二類永動機不可能制成，表示機械能和內(nèi)能的轉化過程具有方向性；第二類永動機不可能制成，是因為它違背了熱力學第二定律，故F正確．
故選：ABF
（2）Q₂大，由熱力學第一定律，活塞固定時，氣體吸收的熱量全部用來使氣體內(nèi)能增加，活塞不固定時，氣體吸收熱量又對外做功，氣體增加的內(nèi)能又相同，所以Q₂更大．
（3）空氣柱初始壓強：P₁=75+25=100（cmHg）；BE水銀柱總長為45cm，左側管口注入水銀柱后，左側管水銀柱長為50cm，因而水銀柱BE將全部在右側管．
末態(tài)壓強：P₂=75+45=120（cmHg），
由等溫變化規(guī)律得：100×15S=120×LS，
解得：L=12.5cm
答：穩(wěn)定時管內(nèi)的空氣柱長度為12.5cm．
點評：本大題包含了3-3大部分內(nèi)容，各部分難度不大，但從題目來看考查范圍很廣，要求能全面掌握．