Question

（1）如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運動，兩分子間的分子勢能E_P與兩分子間距離x的變化關系如圖中曲線所示，設分子間所具有的總能量為0．則______．（填入正確選項前的字母）
A．乙分子在P點（x=x₂）時加速度為零
B．乙分子在P點（x=x₂）時動能最大
C．乙分子在Q點（x=x₁）時處于平衡狀態(tài)
D．乙分子在Q點（x=x₁）時分子勢能最小

（2）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的P-V圖象如圖所示．已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃，求：
①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別是多少？
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多少？
③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）分子在平衡位置時，分子勢能最小，分子力為零，則知乙分子的加速度為零．由能量守恒定律分析分子動能的大小．
（2）①氣體從A到B過程發(fā)生等容變化，由查理定律求出氣體在狀態(tài)在B時的溫度；B到C過程發(fā)生等壓變化，由蓋?呂薩克定律求出氣體在狀態(tài)在C時的溫度；
②根據(jù)A、C兩個狀態(tài)PV關系，分析溫度關系，確定內(nèi)能關系．
③根據(jù)熱力學第一定律分析氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱．由W=P△V求解BC過程氣體吸收的熱量．
解答：解：（1）A、C、D由圖看出，乙分子在P點（x=x₂）時，分子勢能最小，此時分子位于平衡位置，分子力為零，則加速度為零．故A正確，CD錯誤．
B、乙分子在P點（x=x₂）時，分子勢能最小，由能量守恒定律則知，分子的動能最大．故B正確．
故選AB
（2）①一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，發(fā)生等容變化，則有：
=，解得：T_B=100K
從B到C過程發(fā)生等壓變化，則有：
=，解得：T_C=300K
②由圖看出，A、C兩點的PV相等，由氣態(tài)方程=c得知，溫度相等，則內(nèi)能變化量為零．
③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，體積增大，氣體對外做功，而內(nèi)能不變，則吸熱．
吸收的熱量為  Q=-W=P△V=1×10⁵×（3-1）×10^-3J=200J．
答：（1）AB；
（2）①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別是100K和300K；
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是零；
③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，吸收熱量200J．
點評：對于分子勢能，關鍵要掌握分子位于平衡位置時，分力勢能最小，而分子力為零，動能最大．對于氣體，要掌握氣態(tài)方程和熱力學第一定律，是考試的重點．