Question

[物理-選修3-3）
（1）下列關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律的說(shuō)法中，正確的是

AB

A．利用淺層海水和深層海水間的溫度差造出一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這在原理上是可行的
B．大量分子參與的宏觀物理學(xué)過(guò)程都具有方向性
C．空調(diào)的制冷系統(tǒng)將室內(nèi)的熱量傳給外界較高溫度的空氣，而不引起其他變化
D．熱力學(xué)過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象，能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律
（2）如圖：一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過(guò)程為等容變化，B→C過(guò)程為等壓變化．已知T_A=T_C=400K．
①求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度．
②說(shuō)明A→B過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因．
③設(shè)A→B過(guò)程氣體放出熱量為Q₁，B→C過(guò)程→氣體吸收熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小并說(shuō)明原因．

Answer 1

分析：（1）解答本題的關(guān)鍵是充分理解熱力學(xué)第二定律，并能用其解答一些生活中的熱現(xiàn)象．
（2）①根據(jù)B到C過(guò)程的等壓變化列方程可求出狀態(tài)B時(shí)的溫度；②明確單位體積分子數(shù)目的變化以及分子平均動(dòng)能的變化即可從微觀上解釋壓強(qiáng)變化的原因；③求出內(nèi)能變化以及做功情況依據(jù)熱力學(xué)第一定律即可比較Q₁、Q₂的大�。�

解答：解：（1）A、根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒以及熱力學(xué)第二定律可知，用淺層海水和深層海水間的溫度差造出一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是可行的，故A正確；
B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知大量分子參與的宏觀物理學(xué)過(guò)程都具有方向性，故B正確；
C、空調(diào)的制冷系統(tǒng)將室內(nèi)的熱量傳給外界較高溫度的空氣，有第三者壓縮機(jī)的參與，因此引起了其它變化，故C錯(cuò)誤；
D、能量耗散過(guò)程體現(xiàn)了宏觀自然過(guò)程的方向性，符合熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤．
故選AB．
（2）①設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的溫度為T_B，由圖可知：VC=0.4m3、VB=0.3m3
根據(jù)等壓變化有：

VB

TB

=

VC

TC

帶入數(shù)據(jù)得：T_B=300K．
故氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度：T_B=300K．
②壓強(qiáng)變化的微觀原因?yàn)椋簹怏w體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減�。�
③答案為：Q₁＜Q₂，原因是：T_A=T_C，故A→B減小的內(nèi)能與B→C增加的內(nèi)能相同，而B(niǎo)→C過(guò)程氣體對(duì)外做正功，A→B過(guò)程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知：Q₁＜Q₂．

點(diǎn)評(píng)：（1）考查了熱力學(xué)第二定律在實(shí)際生活中應(yīng)用，要加強(qiáng)理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系；（2）比較全面考查了氣體方程與熱力學(xué)第一定律綜合應(yīng)用，這是熱學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)，要在平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練．