Question

（选修模块3-3）
（1）下列叙述中正确的是：______
A、一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大
B、自然界中所有宏观过程都具有方向性
C、外界对气体做正功，气体的内能也可能减小
D、分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，它们的合力也减小
（2）一密封容器内有一部分气体，容器下部有一部分未完全蒸发的水（且在下列过程中均未完全蒸发），则容器内水蒸汽______（填“是”或“不是”）饱和汽，若容器内气体压强为p，温度为T（热力学温标）；现把容器温度缓慢升高到2T后，则容器内水蒸汽______（填“是”或“不是”）饱和汽，容器内气体压强______2p（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）如图所示，在水平固定的筒形绝热气缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体．活塞的横截面积为0.2m²，外界大气压强为10⁵Pa，气体温度为27℃．活塞与气缸之间无摩擦间不漏气．用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动当气缸内温度升高到77℃时，活塞移动了7.5cm．已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？

Answer

（1）分子的平均动能由温度决定，温度越高，分子的平均动能越大．自然界中与热现象有关的宏观过程都具有方向性．根据热力学第一定律判断气体内能的变化．根据分子引力斥力随距离的变化的特点进行判断．
（2）根据理想气体状态方程进行判断．
（3）根据热力学第一定律，求出内能的增加量和气体对外做功的大小，从而得出吸收热量的多少．
【解析】
（1）A、一定质量的气体压强越大，温度不一定变高，则分子的平均动能不一定变大．故A错误．
B、自然界中所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性．故B错误．
C、根据热力学第一定律，即△U=W+Q，外界对气体做功，若对外放热，内能可能减小．故C正确．
D、分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，在r＜r时，它们的合力也减小，r＞r时，它们的合力增大．故D错误．
故选C．
（2）容器下部有一部分未完全蒸发的水，则容器内的水蒸气是饱和汽，将容器内的温度升高，水蒸气仍然是饱和汽．因为温度身高为原来的2倍，若水蒸气的分子数不变，则容器内气体的压强变为原来的2倍，由于气体分子数变多，则容器内气体的压强大于2p．
（3）气体对外做的功W=ps△l=1500J，气体内能的增量△U=74.8×50J=3740J，
由热力学第一定律得，△U=W+Q，则
Q=△U-W=3740-（-1500）J=5240J．
故答案为：（1）C （2）是，是，＞
（3）电阻丝对气体提供的热量为5240J．