Question

[物理一选修3-3]
（1）下列说法：正确的是

 

．
A．由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算般该种气体分子的大小
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小
D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
（2）内壁光滑的导热气缸开口向上竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭着体积为2.73×10^-3m³的理想气体，活塞面积为2.00×10^-4m²．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的

4

5

．然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体体积重新变为2.73×10^-3m³（大气压强P₀=1.00×10⁵Pa，g=10m/s²）
求：
①所加沙子的质量；
②气缸内气体最终的温度．

Answer 1

分析：（1）正确解答本题需要掌握：可以求出液体或固体分子的体积，但是不能求出气体分子的体积，可以求出气体分子活动的空间；明确布朗运动的特点、实质；分子间的引力、斥力和分子之间距离的关系；熟练应用热力学第二定律解决问题．
（2）在冰水混合物中时，被封气体发生等温变化，将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体体积重新变为2.73×10^-3m³，被封气体发生等压变化，根据理想气体方程求解．

解答：解：（1）A、只要知道液体、固体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体、固体分子的体积，但是对于气体，无法求出气体分子的体积，可以求出气体所占的空间，故A错误；
B、悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消的越少，则布朗运动就越明显，故B正确；
C、分子之间的引力和斥力随着距离的变化规律是相同的，但是距离对斥力的影响大，故C错误；
D、在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传递到高温物体，故D错误．
故选B．  
（2）在冰水混合物中时，被封气体发生等温变化
P₁V₁=P₂V₂
 V₂=

4

5

V₁    
P₂=

5

4

P₁=1.25×10⁵Pa，
又P₂=P₀+

mg

S

m=0.5 kg                                                                                
②将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体体积重新变为2.73×10^-3m³，被封气体发生等压变化，

V2

T2

=

V3

T3

T₂=273K
V₃=

5

4

V₂
解得T₃=341.25K
故答案为：（1）B
（2）①所加沙子的质量是0.5 kg；
②气缸内气体最终的温度是341.25K．

点评：对于热学知识要大都需要记忆，因此平时注意加强记忆和积累；
熟练应用理想气体方程解题．