- 熵增加原理
- 共215题
（19分）（1）在一个恒定标准大气压P=1.0×105 Pa下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的气态，其体积由1.0 cm3变为1701 cm3。已知水的汽化热为L=2264J/g。则体积膨胀时气体对外做的功为 ▲ 
(2) 如图所示，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的理想气体。气缸和活塞均可与外界进行热交换，外界大气压强保持不变。若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将 ▲ （填“增大”、“减小”或“不变”），同时将 ▲ （填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）。
(3)某人做一次深呼吸，吸进400cm3的空气，据此估算他吸入的空气分子总数约为 ▲个。（阿伏伽德罗常数NA = 6.0×1023 mol-1，结果保留一位有效数字）
正确答案
（19分）
（1）170 2264 2094 （各3分）
（2）减小 放热 （各3分）
（3）
略
一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，则气体的内能改变了多少？气体的分子平均动能是增加还是减少？
正确答案
(1)因气体从外界吸收热量，所以
Q＝4.2×105J，
气体对外做功6×105J，则外界对气体做功
W＝－6×105J，
由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得
ΔU＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105J，
所以物体内能减少了1.8×105J.
(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大了，分子力做负功，气体的分子势能增加了． 所以分子的平均动能减少
本题考查热力学第一定律，改变内能的两种方式：做功和热传递；
一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，此过程中
（1）气体从外界吸热还是对外放热？
(2）求吸收或者放出的热量为多少？
正确答案
（1）气体向外界放出热量
（2）放出热量为4.0×105 J
（1）由
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．现在活塞上方缓缓倒上沙子，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273℃．求气缸内气体的最终体积?
正确答案
在活塞上方倒沙的过程中气体的温度保持不变，由玻意耳定律有
故 
在缓慢加热到273℃的过程中气体的压强保持不变，
由盖－吕萨克定律有
得 
本题考查的是理想气体的状态方程的相关应用问题。
（10分）如图所示，试说明晶体从开始加热到全部熔化为液体的过程中能的转化情况（分熔化前、熔化时、熔化后三个阶段说明）。
正确答案
答案见解析。
（1）熔化前，晶体从外界吸收能量，主要用来增加组成点阵结构的微粒的平均动能，使物体的温度升高，其体积一般也有所增大，也有小部分能量用来增加微粒的势能.
（2）熔化时，当温度升高到熔点时，点阵结构中的一部分微粒已有足够的动能，能够克服其他微粒的束缚离开平衡位置，破坏点阵结构，开始熔化.继续加热，微粒所吸收的热量不再用来增加其平均动能，而完全消耗在破坏点阵结构所需的能量上，即用来增加微粒的势能，所以温度保持在熔点不变.
（3）熔化后，晶体变成液体，点阵结构已破坏，继续加热，微粒的平均动能又得到增加，因此温度升高，同时微粒的势能也有所增加，相互间的距离增大，出现液体的热膨胀现象.
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