Question

（2011?宝鸡模拟）（1）根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是

AB

A．已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量
B．满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行
C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动
D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大
（2）如图所示是一个特殊形状的气缸的截面图，它由上、下两部分圆柱形气缸连接而成，上、下两部分气缸内部的横截面积分别为S₁=20cm²和S₂=10cm²，两只活塞的质量分别为m₁=1.6kg和m₂=0.4kg，用一根长为L=30cm的轻绳相连，活塞封闭性良好，活塞跟气缸壁的摩擦不计，大气压为p₀=1.0×10⁵Pa并保持不变，初状态时，温度为227℃，两活塞静止，缸内封闭气体的体积为500mL（取g=10m/s²）
求：①初状态时被封闭气体的压强为多少？
②当温度降低多少时，上面的活塞恰好下降到粗细两部分气缸的交界处？

Answer 1

分析：（1）已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔质量，可以求出该物质分子的质量．根据热力学第二定律可知，满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行．布朗运动不是液体分子的运动．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能不一定增大．
（2）①以两只活塞和细绳组成的整体研究对象，根据平衡条件求出初态时封闭气体的压强．②上面的活塞下降到粗细两部分气缸的交界处的过程中，封闭气体发生等压变化，根据吕萨克定律求解温度．

解答：解：A、已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔质量，用摩尔质量除以阿伏伽德罗常数可以求出该物质分子的质量．故A正确．
B、根据热力学第二定律可知，满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行．故B正确．
C、布朗运动悬浮在液体中的固体颗粒的运动，不是液体分子的运动．故C错误．
D、当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，但分子势能不一定增大，与分子力是引力还是斥力有关．故D错误．
故选AB．
（2）①设初态时封闭气体的压强为P₁，以两只活塞和细绳组成的整体研究对象，根据平衡条件得
   P₁（S₁-S₂）=（m₁+m₂）g+P₀（S₁-S₂）
解得，P₁=P₀+

(m1+m2)g

S1-S2

=1.2×10⁵Pa
②由上可知，上面的活塞下降到粗细两部分气缸的交界处的过程中，封闭气体的压强不变，发生等压变化．
则有 

V1

V2

=

T1

T2

其中，V₁=5.0×10^-4m³，T₁=500K，V₂=S₂L=3.0×10^-4m³，则解得，T₂=300K，则温度降低△T=200K
答：（1）AB；
（2）①初状态时被封闭气体的压强为1.2×10⁵Pa
②当温度降低200K，上面的活塞恰好下降到粗细两部分气缸的交界处．

点评：本题只要掌握分子动理论、热力学第一定律和气态方程，关键是根据平衡条件求解封闭气体的压强．