Question

（1）关于热力学定律，下列说法正确的是______A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．

（1）关于热力学定律，下列说法正确的是______A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为动力D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程（2）如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K．两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为P0和P03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04．现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：（1）恒温热源的温度T；（2）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx．

Answer 1

（1）A、做功与热传递是改变物体内能的两种方式，为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故A正确；
B、由热力学第一定律可知，物体内能的改变量等于外界对物体做的功与物体从外界吸收的热量之和，对某物体做功，如果物体同时放出热量，物体内能不一定增加，故B错误；
C、根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化，但如果引起其它变化的话，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，故C正确；
D、根据热力学第二定律，不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，在外界干扰下，热量可以从低温物体传到高温物体，如空调制热过程，故D错误；
E、根据热力学第二定律，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故E正确；故选ACE．
（2）（i）与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，
由盖吕?萨克定律得：

5 4 V0

T0

=

7 4 V0

T

…①
解得：T=

7

5

T₀…②
 （ii）由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．
打开K后，左活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件．
气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，
设在活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得：pV₀=

P0

3

?

V0

4

…③
对下方气体由玻意耳定律得：（p+p₀）（2V₀-Vx）=p₀?

7

4

V₀…④
联立③④式得：6V_X²-V₀V_X-V₀²=0，
解得：V_X=

1

2

V₀，V_X=-

1

3

V₀不合题意，舍去．
故答案为：（1）ACE；
（2）（1）恒温热源的温度为T₀；
（2）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积为

1

2

V₀．