Question

I．下列說法中正確的是
A．熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程具有方向性
B．兩個分子間的距離由很遠（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．物體放出熱量，溫度不一定降低
D．在溫度不變的條件下，飽和汽的體積減小，其壓強增大
II．如圖所示為某同學設計的一簡易火災報警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當溫度升高時，水銀柱上升，當水銀柱上表面與導線接觸時，恰使電路導通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲．27℃時，空氣柱長度L₁為20cm，水銀上表面與導線下端的距離L₂為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為13cm，大氣壓強為75cm水銀柱高．
（1）當溫度至少達到多少攝氏度時，報警器會報警？
（2）如果要使該裝置在87℃時報警，則應該再往玻璃管內(nèi)至少注入多少厘米高的水銀柱？

Answer 1

分析：I．根據(jù)熱力學第二定律可知，能量的自發(fā)的轉移有方向，有分子間的作用力和距離的關系可以知道分子勢能與分子間距離的關系．
II．（1）加入水銀柱后空氣柱下降，但是玻璃管的總長度38cm不變，再由理想氣體狀態(tài)變化方程求得加入水銀柱的長度．
（2）如果大氣壓增大，氣體壓強變大；可以假設是電路接通時氣壓突然變大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，要保持原來的體積，要升高溫度．

解答：解：I．A、根據(jù)熱力學第二定律可知，能量的自發(fā)的轉移有方向，只能從高溫到低溫，具有方向性，所以A正確；
B、兩個分子間的距離由很遠（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；分子勢能也是先減小后增大，所以B錯誤；
C、物體放出熱量，同時外界可能對氣體做功，所以溫度不一定降低，所以C正確；
D、飽和汽壓是有氣體的溫度決定的，與氣體體積的大小無關，所以D錯誤．
故選AC．
II．（1）報警器報警，則氣體柱的長度要增大到L₁+L₂
根據(jù)等壓變化

T1

T2

=

V1

V2

代入數(shù)據(jù)得T₂=450K，即t₂=177℃
（2）設加入X水銀柱，在87℃時會報警，

P1V1

T1

=

P3V3

T3

可得

83×20S

300

=

(88+x)(30-x)s

360

得 x²+58x-528=0
解得x=8．cm或x=-66cm（舍去）
答：I．故選AC．
II．（1）當溫度達到177℃時，報警器會報警；
（2）如果要使該裝置在87℃時報警，則應該再往玻璃管內(nèi)注入8．cm高的水銀柱；

點評：第一問涉及的知識較多，要牢固的狀物課本的基礎知識，第二問，氣體狀態(tài)變化可以應用理想氣體狀態(tài)方程求解，本題的關鍵是找出氣體的變化是等壓變化．