Question

（2011?江蘇）（1）如圖1所示，一淙用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水”，推動轉輪轉動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動．下列說法正確的是
A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量
B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身
C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高
D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量
（2）如圖2所示，內壁光滑的氣缸水平放置．一定質量的理想氣體被密封在氣缸內，外界大氣壓強為P₀．現(xiàn)對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V₁增大為V₂．則在此過程中，氣體分子平均動能

增大

（選增“增大”、“不變”或“減小”），氣體內能變化了

Q-P₀（V₂-V₁）

．
（3）某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質量M=0.283kg?mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg?m^-3．若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？（取N_A=6.02×10²³mol^-1．球的體積V與直徑D的關系為V=

1

6

πD³，結果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）考查熱力學第一定律和熱力學第二定律．
（2）考查氣體實驗定律和熱力學第一定律，要注意功的求解W=P₀sL=P₀（SL_2-SL₁）=P₀（V₂-V₁）．
（3）考查油膜法測分子直徑．

M

ρ

是摩爾體積V_mol，

vmol

NA

就是單個分子的體積，然后根據(jù)v₀=

4πr3

3

求出分子的半徑r，得出分子直徑D從而求出油膜的面積．

解答：解：（1）A、轉輪轉動的過程中克服摩擦力做功，轉輪的速度越來越小，所以要維持轉輪轉動需要外力做功．故A錯誤．
B、要維持轉輪轉動需要外力做功，轉輪轉動所需能量不能由轉輪自己提供．故B錯誤．
C、轉動的葉片不斷攪動熱水的過程是水對轉輪做功的過程，同時水會向四周放出熱量，根據(jù)熱力學第一定律可知水的內能減小，故水溫降低，故C錯誤．
D、根據(jù)熱力學第二定律，物體不可能從單一熱源吸收能量全部用來對外做功而不引起其變化，故葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量．故D正確．
故選D．
（2）在對氣缸緩慢加熱的過程中封閉氣體的壓強保持不變，故氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)

V1

T1

=

V2

T2

，由于V₂＞V₁，所以T₂＞T₁．物體溫度升高分子平均動能增大；
根據(jù)熱力學第一定律△U=Q+W，其中W=P₀sL=P₀（SL_2-SL₁）=P₀（V₂-V₁），故W=Q-P₀（V₂-V₁）
故本題的答案為：增大；Q-P₀（V₂-V₁）．
（3）一個油酸分子的體積 V=

M

ρNA

由球的體積與直徑的關系得分子直徑D=

6M πρNA

最大面積 S=

1×10-8m3

D

代入數(shù)據(jù)解得S=10m²．

點評：考綱對3-3要求較低，故題目比較簡單，所以只要加強對基本概念的理解然后做些基礎題即可．