Question

（1）下列說法正確的是

 

A．空中下落的雨滴呈球形是因為液體有表面張力
B．對一定質量的理想氣體，在分子熱運動的平均動能不變時，分子的平均距離減小其壓強可能減小
C．滿足能量守恒定律的宏觀過程都是可以自發進行的
D．分子a從很遠處趨近固定不動的分子b，當分子a運動到與分子b的相互作用力為零時，分子a的動能一定最大
（2）如圖所示，有一底部封閉的圓柱形汽缸，上部有一通氣孔，汽缸內壁的高度是2L，一個很薄且質量不計的活塞封閉一定質量的理想氣體，開始時活塞處在離底部L高處，外界大氣壓為1.0×10⁵Pa，溫度為27℃，現對氣體加熱，不計活塞與氣缸壁間的摩擦．求：
①當加熱到127℃時活塞離底部的高度；
②當加熱到427℃時，氣體的壓強．

Answer 1

分析：知道液體表面張力的含義．
溫度是分子平均動能變化的標志．
根據氣體狀態方程和已知的變化量去判斷和計算其它的物理量．

解答：解：（1）A、空中下落的雨滴呈球形是因為液體有表面張力，故A正確．
B、對一定質量的理想氣體，在分子熱運動的平均動能不變時，溫度不變，
分子的平均距離減小，即體積減小，所以壓強一定增大．故B錯誤．
C、自然界任何一種現象都滿足能量守恒定律，所以說能量守恒定律在自然中是普遍成立的．但是滿足能量守恒定律的物理過程都能自發進行，涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，如熱傳遞中熱量只能自發從高溫傳給低溫物體，要將熱量從低溫傳給高溫物體則必須依靠外界的幫助，并不能自發進行．故C錯誤．
D、分子a在分子力作用下從無窮遠處趨近固定不動的分子b，表現為引力，引力做正功，動能增大，當b對a的作用力為零時a的動能最大，故大正確．
故選AD．
（2）開始加熱活塞上升的過程封閉氣體作等壓變化．設氣缸橫截面積為S，活塞恰上升到氣缸上部擋板處時氣體溫度為t℃，則對于封閉氣體：
由

V

V1

=

T

T1

，可得

t+273

300

=

2LS

LS

解得t=327℃
①當加熱到127℃時，活塞沒有上升到氣缸上部擋板處，設此時活塞離地高度為h，對于封閉氣體：
由

V1

V2

=

T1

T2

，可得

LS

hS

=

t1+273

t2+273

=

300

400

解得h=

4

3

L
②設當加熱到427⁰C時氣體的壓強變為p₃，在此之前活塞已上升到氣缸上部擋板處，對于封閉氣體：
由

p3V3

T3

=

p1V1

T1

，
可得p3=

V1T3

V3T1

p1，代入數據得：p₃=1.17×10⁵Pa．
答：（1）AD
（2）①當加熱到127℃時活塞離底部的高度為

4

3

L；
②當加熱到427℃時，氣體的壓強為1.17×10⁵Pa．

點評：要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化．
根據氣體狀態方程進行計算時要注意溫度的單位取國際制單位．