Question

4．给体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和O℃的热水和冷水（如图所示）
（1）关于温度，下列说法中正确的是A
A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大
B．温度越高，布朗运动愈显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C．A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大
D．由于AB两瓶水体积相等，所以AB两瓶中水分子间的平均距离相等
（2）若把AB两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传导，而且热量只能由A瓶传到B瓶，由此可进一步认识到热力学第二定律的实质是自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性．
（3）已知水的分子量是18．若B瓶中水的质量为3kg，水的密度为1.0×10³kg/m³，阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，求B瓶中水分子个数约为多少？

Answer 1

分析 （1）温度是分子平均动能的标志，水分子数与AB瓶内水的体积有关，内能也与水的体积有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故平均距离与温度有关．
（2）根据热传递的特点与热力学第二定律解释即可；
（3）已知B瓶中水的质量，水的密度和阿伏加德罗常数，根据它们之间的关系式即可计算．

解答 解：（1）A、温度是分子平均动能的标志，A的温度高，故A的平均动能大，故A正确．
B、布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误．
C、体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃和O℃的热水和冷水，它们的体积相等，质量近似相等，温度不同，所以内能一定不同．故C错误．
D、平均距离与温度有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故D错误．
故选：A
（2）若把AB两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫 热传导，而且热量只能由 A瓶传到 B瓶，由此可进一步认识到热力学第二定律的实质是自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性．
（3）已知B瓶中水的质量为3kg，水的密度为1.0×10³kg/m³，水的体积：$V=\frac{m}{ρ}=\frac{3}{1.0×1{0}^{3}}=3×1{0}^{-3}{m}^{3}$
水的分子量是18g，一个水分子的体积：${V}_{0}=\frac{1.8×1{0}^{-5}}{6.02×1{0}^{23}}≈3×1{0}^{-29}{m}^{3}$
水分子的个数：n=$\frac{V}{{V}_{0}}=\frac{3×1{0}^{-3}}{3×1{0}^{-29}}=1×1{0}^{26}$个
故答案为：①A．（2）热传导；A，B；自然界中进行的与热现象有关的宏观过程都具有方向性；（3）1×10²⁶个

点评 本题重点是要知道不单是分子平均动能与温度有关，分子的平均距离与温度也有关系．