Question

7．一種海浪發(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)能增加了3.4×10⁴J，則該氣體的分子平均動能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對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，溫度是分子平均動能的標(biāo)志；根據(jù)熱力學(xué)第一定律求活塞對氣體做的功；
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）AB、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，分子的平均動能將增大；由熱力學(xué)第一定律W+Q=△U知，$W=△U=3×1{0}_{\;}^{4}J$
（3）設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為${V}_{1}^{\;}$，等壓過程
$\frac{V}{T}=\frac{{V}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}$
氣體物質(zhì)的量n=$\frac{{V}_{1}^{\;}}{{V}_{0}^{\;}}$，且分子數(shù)$N=n{N}_{A}^{\;}$，解得：N=$\frac{V{T}_{1}^{\;}}{{V}_{0}^{\;}T}$NA
代入數(shù)據(jù)得：$N=5×1{0}_{\;}^{24}$（或$N=6×1{0}_{\;}^{24}$）
故答案為：（1）AD；（2）增大，等于；（3）$5×1{0}_{\;}^{24}$（或$6×1{0}_{\;}^{24}$）

點(diǎn)評 本題考查了熱力學(xué)第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用，這兩個(gè)考點(diǎn)一直是高考的熱點(diǎn)．