如图所示，两个绝热的，容积相同的球状容器A，B，用带有阀门的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差h=1.00m．初始时，阀门是关闭的，A中装有1mol的氦（He），B中装有1mol的氪（Kr），二者

Question

如图所示，两个绝热的，容积相同的球状容器A，B，用带有阀门的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差h=1.00m．初始时，阀门是关闭的，A中装有1mol的氦（He），B中装有1mol的氪（Kr），二者的温度和压强都相同．气体分子之间的相互作用势能可忽略．现打开阀门K，二种气体相互混合，两种气体相互扩散，达到稳定状态时（　　）

A. 系统的内能增加

B. 系统的内能减少

C. 氦分子的平均速率小于氪分子的平均速率

D. 氦分子的平均速率大于氪分子的平均速率

Answer 1

A、B：两种气体混合的过程中，1mol的氦气向下进入下面的容器，重力做正功，有W1=m1gh=4×10-3×10×1J=0.004J
氪气向上进入上面的容器，重力做负功，有：W2=-m2hg=-83.3×10-3×10×1J=-0.833J由于重力做的负功比较大，所以重力对系统做的功：W=W₁+W₂<0．所以系统的内能减小，故A错误，B正确；
C、D：系统的内能减小，气体的温度降低，温度是分子的平均动能的标志．气体混合后温度是相等的，所以混合后两种气体的分子的平均动能是相同的，由于氦气的分子的质量小，所以氦气的分子平均速率大．故C错误，D正确．
故选：BD．