Question

5．一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示．工作時(shí)，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉．氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動(dòng)出氣口處的裝置發(fā)電．氣室中的空氣可視為理想氣體．
（1）下列對(duì)理想氣體的理解，正確的有AD．
A． 理想氣體實(shí)際上并不存在，只是一種理想模型
B．只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體
C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān)
D．在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律
（2）壓縮過程中，兩個(gè)閥門均關(guān)閉．若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能增加3.4×10⁴J，則該氣體的分子平均動(dòng)能增大（ 選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對(duì)該氣體所做的功等于　 （ 選填“大于”、“小于”或“等于”）3.4×10⁴J．
（3）上述過程中，氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為 27℃，體積為 0.224m³，壓強(qiáng)為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．已知 1mol 氣體在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃時(shí)的體積為 22.4L，阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1，計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù)． （ 計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 理想氣體是一種理想化的模型；
內(nèi)能與溫度有關(guān)，內(nèi)增增加則溫度升高，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志；根據(jù)熱力學(xué)第一定律求活塞對(duì)氣體做的功；
由題意氣體從0℃到27℃做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律求出此時(shí)的體積，然后求出氣室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得分子數(shù)．

解答 解：（1）AD、理想氣體是一種理想的模型，實(shí)際并不存在，但實(shí)際氣體在溫度不太高，壓強(qiáng)不太大時(shí)都可視為理想氣體，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；
C、理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D、理想氣體遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律，選項(xiàng)D正確．
故選：AD
（2）氣體內(nèi)能增加，溫度升高，分子的平均動(dòng)能將增大；由熱力學(xué)第一定律W+Q=△U知，根據(jù)題意Q=0，
$W=△U=3×1{0}_{\;}^{4}J$
（3）設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為V₁，等壓過程$\frac{V}{T}=\frac{V_1}{T_1}$
氣體物質(zhì)的量為：$n=\frac{V_1}{V_0}$，且分子數(shù)N=nN_A解得：$N=\frac{{V{T_1}}}{{{V_0}T}}{N_A}$
代入數(shù)據(jù)得：N=5×10²⁴（或N=6×10²⁴）
故答案為：（1）AD；（2）增大，等于；（3）$5×1{0}_{\;}^{24}（或6×1{0}_{\;}^{24}）$

點(diǎn)評(píng) 知道理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系、知道溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)系、掌握熱力學(xué)第一定律是解題的關(guān)鍵，根據(jù)題意應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握．