Question

（1）下列说法中正确的是______．
A．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的
B．熵是物体内分子运动无序程度的量度
C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变
D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
E．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
（2）两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p=1.0×10⁵ Pa．左管和水平管横截面积S₁=10cm²，右管横截面积S₂=20cm²，水平管长为3h．现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度．（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态同温，g取10m/s²）

Answer

（1）A、自发的宏观热学过程是有方向性的；
B、熵是分子运动无序程度的量度，分子运动无序程度越大，熵越大；
C、饱和水蒸汽压强变大，部分水蒸汽要液化，但饱和蒸气的密度不变；
D、分子间相互作用的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小；
E、分子间距离越小，分子间的引力与斥力都变大，当分子间距离小于平衡距离时分子间的作用力表现为斥力，分子间距离减小，分子力在、变大，克服分子力做功，分子势能增大．
（2）以封闭气体为研究对象，求出气体末状态的压强，应用玻意耳定律求出气体末状态的体积，然后求出活塞的高度．
【解析】
（1）A、自发的宏观热学过程是有方向性的，满足能量守恒定律的宏观过程并不一定都是可以自发进行的，只有满足能量守恒定律与热力学第二定律的宏观热学过程可以发生，故A错误；
B、熵是物体内分子运动无序程度的量度，故B正确；
C、若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，
水汽的质量减少，密度不变，故C正确；
D、当分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力与斥力都减小，故D错误；
E、当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故E正确；
故选BCE．
（2）撤去外力后左侧向下的压强，
p左=p+=2.0×105 Pa=2p，
右侧向下的压强：p右=p+mg/S2=1.5×105 Pa=1.5p，
故活塞均下降，且左侧活塞降至水平管口，
设右侧降至高为x处，此时封闭气体压强变为p′=1.5p，
对封闭气体，由玻意耳定律可得：
p（4hS1+hS2）=1.5p（3hS1+xS2），解得：x=0.5h；
则左侧活塞的高度为零，右侧活塞的高度为0.5h．
故答案为：（1）BCE；（2）左侧活塞的高度为零，右侧活塞的高度为0.5h．