Question

（2011?晉中三模）（1）下列關于熱現象的說法，正確的是
A．外界對物體做功，物體的內能一定增加
B．氣體的溫度升高，氣體的壓強一定增大
C．任何條件下，熱量都不會由低溫物體傳遞到高溫物體
D．任何熱機都不可能使燃料釋放的熱量完全轉化為機械能
（2）如圖所示，水平放置且內徑均勻的兩端封閉的細玻璃管內，有h₀=6cm長的水銀柱，水銀柱左右兩側氣柱A、B的長分別為20cm和40cm，溫度均為27℃，壓強均為1.0×10⁵Pa．如果在水銀柱中點處開一小孔，然后將兩邊氣體同時加熱至57℃，已知大氣壓強p₀=1.0×10⁵ Pa．則管內最后剩下的水銀柱長度為多少？
某同學求解如下：
因內外壓強相等，兩側氣體均做等壓變化．
對于A氣體：

LA1

T1

=

LA2

T2

，LA2=

LA1T2

T1

=

330×20

300

=22cm
對于B氣體：

LB1

T1

=

LB2

T2

，LB2=

LB1T2

T1

=

330×40

300

=44cm
則剩下水銀柱長度L=（L_A2+L_B2）-（L_A1+L_B1）-h₀．
問：你同意上述解法嗎？若同意，求出最后水銀的長度；若不同意，則說明理由并求出你認為正確的結果．

Answer 1

分析：（1）解答本題應掌握：做功和熱傳遞均可改變物體的內能；
熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化；
氣體壓強取決于溫度及體積．
（2）因內外壓強相等，兩側氣體均做等壓變化，根據氣體方程求出加熱至57℃時的體積．
但是右端B氣體在體積增大到43cm時就與外界連通了，右側水銀已全部溢出，不可能溢出4cm水銀，而左側3cm水銀此時只溢出了2cm．

解答：解：（1）A、外界對氣體做功，而氣體可能同時對外放熱，若放出的熱量大于外界所做的功，則內能減小，故A錯誤；
B、氣體的溫度升高，若同時體積增大，氣體的壓強不一定增大，故B錯誤；
C、熱量可以由低溫物體傳到高溫物體，但會引起其他的變化，由空調制冷時可以將熱量從低溫物體傳到高溫物體，但要消耗電能，故C錯誤；
D、由熱力學第二定律可得，任何熱機都會有熱量的耗散，即不可能將全部熱量完全轉化為機械能；故D正確；
（2）不同意 
因內外壓強相等，兩側氣體均做等壓變化．
對于A氣體：

LA1

T1

=

LA2

T2

，LA2=

LA1T2

T1

=

330×20

300

=22cm
對于B氣體：

LB1

T1

=

LB2

T2

，LB2=

LB1T2

T1

=

330×40

300

=44cm
因為右端B氣體在體積增大到43cm時就與外界連通了，右側水銀已全部溢出，不可能溢出4cm水銀，而左側3cm水銀此時只溢出了2cm． 
所以剩下水銀柱的長度△x=（

L

′ A2

+LB2）-（LA1+LB1）-h₀=1cm 
故答案為：（1）D
（2）不同意，剩下水銀柱的長度是1cm．

點評：熱力學第一定律及熱力學第二定律為熱學中的重點內空，要求能準確理解其內容；同時注意改變內能的方式有做功和熱傳遞兩種方式．
熱學中很多知識點要需要記憶，注意平時的積累，在平時訓練中加強練習．