- 分子动理论：内能
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在一个标准大气压下,水在沸腾时,1 g水由液态变成同温度的气态,其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3,已知水的汽化热为2 263.8 J/g,试求:
(1)体积膨胀时气体对外界做的功W;
(2)气体吸收的热量为多少;
(3)气体增加的内能ΔU.
正确答案
(1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J
取1 g水为研究系统,大气视为外界,1 g沸腾的水变成同温度的气需要吸收热量,同时由于体积的膨胀,系统要对外做功,所以有ΔU
(1)气体在等压下膨胀做功
W=p(V2-V1)=1.013×105×(1 676-1.043)×10-6 J="169.7" J.
(2)气体吸收热量
Q=ML=1×2 263.8 J="2" 263.8 J.
(3)根据热力学第一定律
ΔU="Q+W=2" 263.8 J+(-169.7) J="2" 094.1 J.
“在测定某金属块的比热容时，先把质量已知的金属块放在沸水中加热.经过一段时间后把它迅速放进质量、温度均已知的水中，并用温度计测量水的温度.当水温不再上升时，这就是金属块与水的共同温度.根据实验数据就可以计算出金属块的比热容.”
以上叙述中，哪些地方涉及到了“平衡态”和“热平衡”的概念.
正确答案
未加热前的金属块和沸水，以及加热后的金属块和水都处于平衡；金属块加热至水温不再上升，此时，金属块与水达到热平衡.
“平衡态”是指一个系统内部各状态参量达到稳定平衡，而“热平衡”是指几个系统在热交换时，彼此温度相等.加热前的金属块和水看做两个系统.
对于某体积不变的理想气体，温度每升高1℃，压强就增大了t0℃时物体压强的
正确答案
P0(1+
由题意可知，Pt=p0(1+
其中T=273+t
在100 ℃的水完全变成100 ℃的水蒸气的过程中( )
正确答案
BD
温度是分子平均动能大小的标志，在100 ℃的水完全完成100 ℃的水蒸气的过程中，因为温度没变，所以分子平均动能保持不变，A错误，同理C也错误.由于100 ℃的水完全变成100 ℃的水蒸气，每克要吸收539 K的热量，即汽化热.这些吸收的热量没有使气体的动能增加，而使气体的势能增加了，也可以说使气体的内能增加了.由于从液体变成气体，体积膨胀对外界做功，又要消耗一部分能量，因而水汽的内能增加量不等于吸收的汽化热，而是水汽的内能的增加量比吸收的汽化热少，故应该选择B、D.
瀑布从10 m高处落下,如果下落中减少的机械能有50%转化为水的内能,水升高的温度是多少?〔水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)〕
正确答案
0.012 ℃
转化为内能的是：ΔE=mghη ΔE=Q
根据mghη=cmΔt得Δt=
有两个距离大于10r0的分子，其中一个分子以一定的初动能向另一个分子趋近，在两个分子间的距离逐渐减小的过程中：（ ）
正确答案
AC
在两个分子的距离r由10r0逐渐减小到r0的过程中，分子力做正功，动能增加，A选项正确；当r=r0时分子力为零，此时动能最大，答案B错误；当分子间的距离小于r0时，分子力为斥力，趋近过程分子力做负功，动能减小，答案C正确。所以正确答案为AC。
大气压强为76 cmHg，某一定容气体温度计在室温27 ℃时，开管端的水银面较闭管端的水银面高24 cm，将温度计球泡改放置在温度为57 ℃的液体中，调整闭管端水银面使维持在原来的位置，则最后开管端水银面较闭管端水银面高___________cm.(如图7-4-5)
图7-4-5
正确答案
34
设p0为大气压强，p为球泡内气体压强.由题意知，在室温27 ℃，球泡内之气体压强p="(76+24)" cmHg="100" cmHg，当温度计球泡改放在57 ℃的液体中时，球泡内气体的体积维持一定时，其压强变为p′=
下列叙述中正确的是
正确答案
BCD
由于物体所属不具体，因此，判断时首先考虑到一般物体（固体、液体、非理想气体），还要考虑到特殊物体（理想气体），其次，要根据一般物体和理想气体的内能关系，分别判知，A错，B、C、D正确
关于热力学温标的正确说法是( )
正确答案
ABD
热力学温度和摄氏温度的零点不同，但它们的每一分度相同，其关系为T="t+273.15" K，所以AB正确，C错误.热力学温度的零度也叫绝对零度，只能接近，不能达到.若达到绝对零度物体分子无规则运动将会停止，这显然是不可能实现的，故D选项正确.
下列论述正确的有( )
正确答案
AD
根据热力学温度和摄氏温度的关系
T="t+273.15" K可知，选项A、D正确，C错；热力学温度没有负值，B错.
天气预报说某地某日的最高气温是27 ℃，它是______________开尔文.进行低温研究时，热力学温度是2.5 K，它是______________摄氏度.
正确答案
300 -270.5
利用公式T="t+273.15" K进行计算.
两个分子间的距离等于r0时，分子间的引力与斥力大小相等，该位置称为平衡位置．下面关于平衡位置的说法中正确的是
正确答案
ABD
平衡位置时，系统的分子力的合力等于0，在它的两侧，合力总是指向平衡位置．一般情况下，以两分子距离为无穷远时的分子势能为0，则在平衡位置时的分子势能为负的极大值，但如果以平衡位置时的分子势能为0，则在其他任何位置时的分子势能都是正值．
关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是：（ ）
正确答案
AC
温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，故答案A正确；扩散现象说明分子是运动的且分子间有间隙，答案B错误；从两分子间作用力为零的平衡位置开始，随分子间距离的增大和减小，分子力都将对分子做负功，分子势能将增加，答案C正确；一定质量的气体在等温变化时，内能不变，可是由于气体的体积发生变化，要对外（或外界对气体）功，必然同时伴随气体与外界的热交换，答案D错误。
1 kg 100 ℃的沸水和10 kg 100 ℃的水蒸气温度______________（填“相同”或“不同”）.两者接触______________（填“有”或“无”）热交换.
正确答案
相同 无
有无热交换看两者的温度.100 ℃的沸水和10 kg100 ℃的水蒸气温度相同，故无热交换.
下列说法正确的是（ ）
正确答案
BCD
热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确.由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项也正确.
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