Question

（2012?丹东模拟）[物理--选修3-3]
33-1．以下说法正确的是
A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动
B．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小
C．对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到
D．热量只能由高温物体传递给低温物体
33-2．内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×10⁵Pa、体积为2.0×10^-3m³的理想气体．现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃．
（1）求气缸内气体的最终体积；
（2）在p-V图上画出整个过程中气缸气体的状态变化．（大气压强为1.0×10⁵Pa）

Answer 1

分析：3-1、布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，是液体或气体分子无规则运动的反应；
分子间相互作用的引力与斥力随分子间距离的增大而减小；热量自发的从高温物体传递给低温物体．
3-2、由题意可知，气体开始做的是等温变化，后来做等压变化，由玻意耳定律与盖吕萨克定律列方程，可以求出气体的最终体积；
然后做出气体状态变化的P-V图象．

解答：解：3-1  A、布朗运动是悬浮小颗粒的无规则运动，反应了液体（或气体）分子的无规则的热运动，故A错误；
B、从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力与斥力都将减小，故B错误；
C、对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到，故C正确；
D、热量自发地只能由高温物体传递给低温物体，在外界条件影响下，也可以由低温物体传给高温物体，如空调制热过程，故D错误；
3-2（1）在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变，对气体，
由玻意耳定律得，P₀V₀=P₁V₁，代入数据，解得：P₁=2.0×10⁵Pa，
在缓慢加热到127℃的过程中，气体压强保持不变，
由盖?吕萨克定律得，

V1

T0

=

V2

T2

，
∴V₂=

T2V1

T0

=

(273+127)×1×10-3

273

m³=1.47×10^-3m³；
（2）第一个过程是等温过程，由PV=C可知，P与V成反比，图象是反比例函数图象；
第二个过程是等压过程，气体的压强不变，温度升高，体积变大，图象是一条平行于V轴的直线；
整个物理过程的P-V图象如图所示；
答：3-1 C；
3-2 （1）求气缸内气体的最终体积是=1.47×10^-3m³；
（2）图象如图所示．

点评：本题难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识是正确解题的关键；本题的难点是3-2的题，解题时要分析清楚气体状态变化的过程．