Question

（1）根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，可知下列說(shuō)法中正確的是______
A．已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，一定可以求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量
B．滿足能量守恒定律的宏觀過(guò)程不一定能自發(fā)地進(jìn)行
C．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)，它說(shuō)明分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)減小，分子勢(shì)能一定增大
（2）如圖所示是一個(gè)特殊形狀的氣缸的截面圖，它由上、下兩部分圓柱形氣缸連接而成，上、下兩部分氣缸內(nèi)部的橫截面積分別為S₁=20cm²和S₂=10cm²，兩只活塞的質(zhì)量分別為m₁=1.6kg和m₂=0.4kg，用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=30cm的輕繩相連，活塞封閉性良好，活塞跟氣缸壁的摩擦不計(jì)，大氣壓為p=1.0×10⁵Pa并保持不變，初狀態(tài)時(shí)，溫度為227℃，兩活塞靜止，缸內(nèi)封閉氣體的體積為500mL（取g=10m/s²）
求：①初狀態(tài)時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為多少？
②當(dāng)溫度降低多少時(shí)，上面的活塞恰好下降到粗細(xì)兩部分氣缸的交界處？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，可以求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，滿足能量守恒定律的宏觀過(guò)程不一定能自發(fā)地進(jìn)行．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)減小，分子勢(shì)能不一定增大．
（2）①以兩只活塞和細(xì)繩組成的整體研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件求出初態(tài)時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)．②上面的活塞下降到粗細(xì)兩部分氣缸的交界處的過(guò)程中，封閉氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)呂薩克定律求解溫度．
解答：解：A、已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，用摩爾質(zhì)量除以阿伏伽德羅常數(shù)可以求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量．故A正確．
B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，滿足能量守恒定律的宏觀過(guò)程不一定能自發(fā)地進(jìn)行．故B正確．
C、布朗運(yùn)動(dòng)懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤．
D、當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力同時(shí)減小，但分子勢(shì)能不一定增大，與分子力是引力還是斥力有關(guān)．故D錯(cuò)誤．
故選AB．
（2）①設(shè)初態(tài)時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為P₁，以兩只活塞和細(xì)繩組成的整體研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件得
   P₁（S₁-S₂）=（m₁+m₂）g+P（S₁-S₂）
解得，P₁=P+=1.2×10⁵Pa
②由上可知，上面的活塞下降到粗細(xì)兩部分氣缸的交界處的過(guò)程中，封閉氣體的壓強(qiáng)不變，發(fā)生等壓變化．
則有 
其中，V₁=5.0×10^-4m³，T₁=500K，V₂=S₂L=3.0×10^-4m³，則解得，T₂=300K，則溫度降低△T=200K
答：（1）AB；
（2）①初狀態(tài)時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為1.2×10⁵Pa
②當(dāng)溫度降低200K，上面的活塞恰好下降到粗細(xì)兩部分氣缸的交界處．
點(diǎn)評(píng)：本題只要掌握分子動(dòng)理論、熱力學(xué)第一定律和氣態(tài)方程，關(guān)鍵是根據(jù)平衡條件求解封閉氣體的壓強(qiáng)．