问题: 物体的内能问题(答得好可考虑加分)
100摄氏度的水完全变成100摄氏度的水蒸气的过程中( )
A.水分子的平均动能增大 B。水所增加的内能小于所吸收的热量。
C。水分子的势能增大。(势能为何要增大?)
D。水所增加的内能等于所吸收的热量。
正确答案选BC
每个答案都不懂,请详讲
谢谢各位大虾!
解答:
这题相当的阴险,不过C应该没什么疑问,关键是B和D
首先,水的汽化,是从水分子比较紧密的状态,变成分子间距很大的气态(膨胀约1000倍)。分子间是有相互作用力的,当你试图压缩它时,它会抵抗,表现出分子间的斥力;当你要拉伸它时,它就会收缩,表现出引力(就象一个弹簧一样,总是和你的作用力唱反调)。所以你要把分子拉得很开,就要对它做功,让它吸收能量。一旦这个作用力去除,它就有回复的趋势,能做功,就具有能量,就是分子势能。分子动能只和温度有关(准确说,温度就是分子运动动能的宏观表现)。内能是两者相加,所以C可以选。
其次,考虑汽化膨胀的过程。根据能量守恒,一方面,水吸收热量;另一方面,它温度不变,分子动能不变,就意味着热量一定转化为了其他能量。由于膨胀了,所以分子势能是一定增加的。
这时候就要注意了,它是在空气中膨胀的,大气压会阻碍这个膨胀的过程,这个膨胀过程就是一个对抗大气压对外做功的过程。那么,吸收的热量,除了一部分变为分子势能之外,还有一部分用来给气体对外做功。也就是说:Q=ΔU+W
Q是吸收热量,ΔU是内能变化,温度不变时就是势能变化,W是对外做功。这个公式就是热力学第一定律
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