Question

（1）如圖甲所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上距原點r₃的位置．虛線分別表示分子間斥力F_斥和引力F_引的變化情況，實線表示分子間的斥力與引力的合力F_合的變化情況．若把乙分子由靜止釋放，則乙分子______
A．從r₃到r₁做加速運動，從r₁向O做減速運動
B．從r₃到r₂做加速運動，從r₂到r₁做減速運動
C．從r₃到r₁分子勢能先減少后增加
D．從r₃到r₁分子勢能減少
（2）關于熱現象，下列說法中正確的是______
A．熱現象過程中不可避免地會出現能量耗散現象
B．凡是不違背能量守恒定律的實驗構想，都是能夠實現的
C．在某些自然過程中，一個孤立系統的總熵有可能減小
D．電冰箱即使在工作時，也不可能把箱內低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體
（3）一定質量的理想氣體，經過如圖乙所示的由A經B到C的狀態變化．設狀態A的溫度為400K．求：
①狀態C的溫度Tc為多少K？
②如果由A經B到C的狀態變化的整個過程中，氣體對外做了400J的功，氣體的內能增加了20J，則這個過程氣體是吸收熱量還是放出熱量？其數值為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）判斷乙分子從a運動到b，是加速還是減速，以及分子勢能如何變化，關鍵看分子力表現為斥力還是引力，以及做功情況，分子力做正功，分子勢能減小，分子力做負功，分子勢能增加．
（2）①由圖象得A、C兩點的壓強與體積，結合T_A=400K，利用理想氣體狀態方程即可求解；
②已知功與熱量，利用熱力學第一定律即可求解．
解答：解：（1）在r＞r₁時，分子力表現為引力，當r＜r₁時，分子力表現為斥力，故從r₃到r₁一直加速運動，從r₁向O做減速運動，故A正確B錯誤；
從r₃到r₁，分子力一直做正功，分子勢能一直減小，故C錯誤D正確．
（2）熱現象過程中不可避免地會出現能量耗散現象，A正確；
不違背能量守恒定律的實驗構想，但可能違背熱力學第二定律，故B錯誤
系統的總熵只能增大，不可能減小，故C錯誤；
電冰箱在工作時，通過壓縮機把箱內低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體，故D錯誤；
故選A．
（3）由圖象得：P_A=500×10³Pa  P_B=P_C=100×10³Pa      V_A=1×10^-3 m³  VB=2×10^-3 m³   V_C=4×10^-3m³
由理想氣體狀態方程得：
帶入數據得：T_C=320K
由題意得：W=-400J，△U=20J    ①
由熱力學第一定律得：△U=W+Q  ②
①②聯立得：Q=420J，吸熱
  答：（1）AD（2 ）A  （3）①狀態C的溫度Tc為320K，②這個過程氣體是吸收熱，吸了420J．
點評：①該題考察的是分子間的作用力與距離的關系，分子間的引力和斥力總是同時存在，并且都隨分子間的距離的增大而減小，只不過減小的規律不同，只要掌握這個規律就可解決此類題目．②利用熱力學第一定律解決問題時，一定要注意正負號問題．