Question

質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)不變的條件下，由液態(tài)Ⅰ到氣態(tài)Ⅲ（可看成理想氣體）變化過程中溫度（T）隨加熱時(shí)間（t）變化的關(guān)系如圖所示，單位時(shí)間所吸收的熱量可看作不變．
（1）以下說法正確的是

 

A．在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的內(nèi)能不變
B．在區(qū)間Ⅲ，分子間的勢能不變
C．在區(qū)間Ⅲ，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小
D．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大
（2）在區(qū)間Ⅲ，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升高

 

（選填“變快”、“變慢”或“快慢不變”），請說明理由．

Answer 1

分析：（1）了解液體的加熱升溫過程，液體的汽化過程和氣體的升溫過程，通過在各階段中能量的變化可判斷各選項(xiàng)的正誤．
（2）物質(zhì)在氣態(tài)狀態(tài)下，由壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，分析兩種狀態(tài)下能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，結(jié)合熱力學(xué)第一定律可判斷溫度變化的快慢．

解答：解：（1）A、物質(zhì)的內(nèi)能是分子總動(dòng)能與分子總勢能之和，在區(qū)間Ⅱ，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，吸收的熱量用來增加分子間的勢能，物質(zhì)的內(nèi)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B、理想氣體分子間作用力為零，不考慮分子勢能，故選項(xiàng)B正確．
C、在區(qū)間Ⅲ，氣體膨脹對外做功，但不考慮理想氣體的分子勢能，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，所以內(nèi)能增加．選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
D、在區(qū)間Ⅰ（物質(zhì)處于液態(tài)），溫度隨著時(shí)間的增加而升高．所以物質(zhì)分子的平均動(dòng)能也隨著時(shí)間的增加而增大，選項(xiàng)D正確．
（2）變快
根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W和理想氣體狀態(tài)方程

PV

T

=C可知，在吸收相同的熱量Q時(shí)，壓強(qiáng)不變的情況下，V增加，W＜0，△U₁=Q+W＜Q；體積不變的條件下，W=0，△U=Q；所以△U₁＜△U₂，所以體積不變的情況下溫度升高的更快．
故答案為：（1）BD；（2）變快

點(diǎn)評(píng)：該題是一道非常好的題，不但考察了物質(zhì)物態(tài)的變化，還考察了物質(zhì)在物態(tài)變化的過程中能量的變化．解答該題要求我們要熟練的掌握在物態(tài)變化的過程中能量是如何變化的，尤其是在汽化過程中，溫度雖然不變，但是內(nèi)能卻在增加．同時(shí)還考察了熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用．