Question

物理選修3-3
（1）下列說法正確的是
A．布朗運動雖然不是液體分子的運動，但是它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動
B．在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10^-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子
間作用力先減小后增大；分子勢能不斷增大
C．在溫度不變的條件下，增大飽和汽的體積，就可減小飽和汽的壓強．
D．液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性
（2）（某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示．蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強達(dá)到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時，停止加熱．
①若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的 估算表達(dá)式．
②假定在一次放氣過程中，鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量．鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？
③已知大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=P₀（1-αH），其中常數(shù)α＞0．結(jié)合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當(dāng)壓力閥被頂起時鍋內(nèi)氣體溫度有何不同．

Answer 1

分析：（1）解答本題應(yīng)該掌握：布朗運動特點以及物理意義；液體分子距離特點以及分子勢能和分子距離之間關(guān)系；分子力隨分子之間距離變化關(guān)系；液晶的特點．
（2）根據(jù)氣體的體積為V，摩爾體積為V₀求出摩爾數(shù)，在運用阿伏加德羅常數(shù)求出分子數(shù)．
根據(jù)熱力學(xué)第一定律求出內(nèi)能變化量．
根據(jù)作用力的關(guān)系得出壓強的關(guān)系，結(jié)合查理定律得出當(dāng)壓力閥被頂起時鍋內(nèi)氣體的溫度的變化．

解答：解：（1）A、布朗運動是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運動，是由大量分子撞擊引起的，反應(yīng)了液體分子的無規(guī)則運動，故A正確；
B、在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)（r＞10^-9m）減小到很難再靠近的過程中，分子力先增大，后減小，又增大．分子力先做正功，再做負(fù)功，所以分子勢能先減小后增大．故B錯誤．
C、溫度升高，飽和汽壓強變大，溫度降低時，飽和汽壓強變小．飽和汽壓強與體積無關(guān)．一飽和汽不是理想氣體，不適用理想氣體方程．故C錯誤．
D、根據(jù)液晶特點和性質(zhì)可知：液晶既有液體的流動性，又具有單晶體的各向異性，故D正確．
故選AD．
（2）：①設(shè)鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為n，氣體的摩爾數(shù)為
n=

V

V0

N_A
②鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量，
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：△U=W+Q=-3 J
鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J．
③由P=P₀（1-αH）（其中α＞0）知，隨著海拔高度的增加，大氣壓強減小．
由P₁=P₀+

mg

S

知，隨著海拔高度的增加，閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體壓強減小．
根據(jù)查理定律得：

P1

T1

=

P2

T2

可知閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．
故答案為：（1）AD
（2）①鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為 

V

V0

N_A．
②鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少，減少了3 J．
③可知閥門被頂起時鍋內(nèi)氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．

點評：（1）本題考查了分子動理論和液晶的有關(guān)知識，大都需要記憶理解，注意在平時訓(xùn)練中加強練習(xí)．
（2）阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁．
知道熱力學(xué)第一定律△U=W+Q 的物理意義．