Question

“物理3-3”模块
（1）（在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分），下列说法正确的是

ABF

A．热量可以从低温物体传到高温物体
B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C．任何自然过程不一定总是沿着熵增加的方向进行的
D．电冰箱即使在工作时，也不可能把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
E．悬浮在液体中的颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显
F．第二类永动机不可能制成，是因为它违背了热力学第二定律
（2）如图1所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体（可看做理想气体）．若活塞固定，密封气体温度升高1℃，需要吸收的热量为Q₁；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气体温度升高1℃，需要吸收热量为Q₂．Q₁和Q₂哪个大？为什么？
（3）如图2，截面均匀，长度足够的U型细玻璃管两端都开口，管内两段水银柱封闭着一段空气柱．开始时，空气柱被封闭在U型管左侧的A、B两点之间，空气柱长为15cm，温度为27℃，A点上方水银柱长为25cm，BC高为5cm，若U型管底边CD长10cm，此时的大气压强为75cmHg．现保持气体的温度不变，从U型管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，试求稳定时管内的空气柱长度为多少？

Answer 1

分析：理解热力学第一定律与第二定律，以及两定律的应用；能根据热力学第一定律判断气体的吸热与做功；根据气体的等温变化解决此物体．

解答：解：（1）A、热量可以从低温物体传到高温物体，举个例子，电冰箱依靠电能做功，使得热量从冰箱内部传到外部，有可能外部的温度高于冰箱内部原来的温度，这就成了热量从低温物体传到高温物体，故A正确．
B、一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B正确．
C、任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，故C错误．
D、电冰箱即使在工作时，可能把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，故D错误．
E、悬浮在液体中的颗粒越大，周围液体分子撞击的机会越多，固体颗粒受力越容易平衡，布朗运动越不明显，故E错误．
F、系统只从单一的热源，它从这个单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化．人们把这种想象中的热机称为第二类永动机．第二类永动机不可能制成，表示机械能和内能的转化过程具有方向性；第二类永动机不可能制成，是因为它违背了热力学第二定律，故F正确．
故选：ABF
（2）Q₂大，由热力学第一定律，活塞固定时，气体吸收的热量全部用来使气体内能增加，活塞不固定时，气体吸收热量又对外做功，气体增加的内能又相同，所以Q₂更大．
（3）空气柱初始压强：P₁=75+25=100（cmHg）；BE水银柱总长为45cm，左侧管口注入水银柱后，左侧管水银柱长为50cm，因而水银柱BE将全部在右侧管．
末态压强：P₂=75+45=120（cmHg），
由等温变化规律得：100×15S=120×LS，
解得：L=12.5cm
答：稳定时管内的空气柱长度为12.5cm．

点评：本大题包含了3-3大部分内容，各部分难度不大，但从题目来看考查范围很广，要求能全面掌握．