Question

（选修模块3-3）
（1）以下说法正确是

 

A、满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的
B、熵是物体内分子运动无序程度的量度
C、若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变
D、当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减少
（2）如图1所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状变化的图象中与上述过程相符合的是图2中的

 

图，该过程为

 

过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）

（3）如图3，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且始终正对着太阳，其面积为S，在t时间内集热箱里气体膨胀对外做功数值为W，其内能增加了△U，不计封闭气体向外散的热，已知照射到集热板上太阳光的能量有50%被箱内气体吸收求：
①这段时间内集热箱里气体共吸收的热量；
②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．

Answer 1

分析：（1）满足能量守恒定律的宏观过程不一定可以自发进行．熵是物体内分子运动无序程度的量度．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度减小．当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都增大．
（2）封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律分析P与V的关系．由热力学第一定律分析是吸热还是放热．
（3）根据能量守恒定律求解集热箱里气体吸收的热量，再求解太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率．

解答：解：（1）A、满足能量守恒定律的宏观过程不一定可以自发进行，比如热量就不能自发地从低温物体传到高温物体．故A错误．
B、熵的物理意义反映了宏观过程对应的微观状态的多少，标志着宏观状态的无序程度，即熵是物体内分子运动无序程度的量度．故B正确．
C、当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度减小．故C错误．
D、当分子间距离增大时，分子间引力和斥力同时增大．故D错误．
故选B
（2）封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得知，压强P与体积V成反比，则P与

1

V

成正比．故选D．
理想气体的温度不变，内能不变，气体的压强减小，气体增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热．
（3）①设这段时间内集热箱里气体共吸收的热量为E，根据热力学第一定律得：
   50%E-W=△U，得到E=2（W+△U）
②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率P=

E

tS

=

2(W+△U)

tS

．
故答案为：
（1）B；（2）D，吸热；（3）①这段时间内集热箱里气体共吸收的热量为2（W+△U）．②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率P=

E

tS

=

2(W+△U)

tS

．

点评：本大题选修模块3-3部分的内容，该题考查的知识点较多，但都难度不大，基本题．对于第1题可以采用排除法选择．