Question

（選修模塊3-3）
（1）以下說法正確是

 

A、滿足能量守恒定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進(jìn)行的
B、熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度
C、若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度不變
D、當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減少
（2）如圖1所示，由導(dǎo)熱材料制成的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細(xì)管插入液體，利用虹吸現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在此過程中，大氣壓強(qiáng)與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀變化的圖象中與上述過程相符合的是圖2中的

 

圖，該過程為

 

過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）

（3）如圖3，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽，其面積為S，在t時間內(nèi)集熱箱里氣體膨脹對外做功數(shù)值為W，其內(nèi)能增加了△U，不計封閉氣體向外散的熱，已知照射到集熱板上太陽光的能量有50%被箱內(nèi)氣體吸收求：
①這段時間內(nèi)集熱箱里氣體共吸收的熱量；
②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率．

Answer 1

分析：（1）滿足能量守恒定律的宏觀過程不一定可以自發(fā)進(jìn)行．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度減�。�當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力和斥力都增大．
（2）封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律分析P與V的關(guān)系．由熱力學(xué)第一定律分析是吸熱還是放熱．
（3）根據(jù)能量守恒定律求解集熱箱里氣體吸收的熱量，再求解太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率．

解答：解：（1）A、滿足能量守恒定律的宏觀過程不一定可以自發(fā)進(jìn)行，比如熱量就不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體．故A錯誤．
B、熵的物理意義反映了宏觀過程對應(yīng)的微觀狀態(tài)的多少，標(biāo)志著宏觀狀態(tài)的無序程度，即熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度．故B正確．
C、當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度減�。�故C錯誤．
D、當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力和斥力同時增大．故D錯誤．
故選B
（2）封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得知，壓強(qiáng)P與體積V成反比，則P與

1

V

成正比．故選D．
理想氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，氣體的壓強(qiáng)減小，氣體增大，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱．
（3）①設(shè)這段時間內(nèi)集熱箱里氣體共吸收的熱量為E，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：
   50%E-W=△U，得到E=2（W+△U）
②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率P=

E

tS

=

2(W+△U)

tS

．
故答案為：
（1）B；（2）D，吸熱；（3）①這段時間內(nèi)集熱箱里氣體共吸收的熱量為2（W+△U）．②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率P=

E

tS

=

2(W+△U)

tS

．

點(diǎn)評：本大題選修模塊3-3部分的內(nèi)容，該題考查的知識點(diǎn)較多，但都難度不大，基本題．對于第1題可以采用排除法選擇．