Question

7．一種海浪發(fā)電機的氣室如圖所示．工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強，從而驅動進氣閥門和出氣閥門打開或關閉．氣室先后經歷吸入、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．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型
B．只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體
C．一定質量的某種理想氣體的內能與溫度、體積都有關
D．在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵循氣體實驗定律
（2）壓縮過程中，兩個閥門均關閉．若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內能增加了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，氣體剛被壓縮時的溫度為27℃，體積為0.224m³，壓強為1個標準大氣壓．已知1mol氣體在1個標準大氣壓、0℃時的體積為22.4L，阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³mol^-1．計算此時氣室中氣體的分子數．（計算結果保留一位有效數字）

Answer 1

分析 理想氣體是一種理想化的模型；
內能與溫度有關，內增增加則溫度升高，溫度是分子平均動能的標志；根據熱力學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，根據蓋呂薩克定律求出此時的體積，然后求出氣室內氣體的物質的量，進而求得分子數．

解答 解：（1）AB、理想氣體是一種理想的模型，實際并不存在，但實際氣體在溫度不太高，壓強不太大時都可視為理想氣體，故選項A正確，B錯誤；
C、理想氣體的內能僅與溫度有關，選項C錯誤；
D、理想氣體遵循氣體實驗定律，選項D正確．
故選：AD
（2）氣體內能增加，溫度升高，分子的平均動能將增大；由熱力學第一定律W+Q=△U知，$W=△U=3×1{0}_{\;}^{4}J$
（3）設氣體在標準狀態(tài)時的體積為${V}_{1}^{\;}$，等壓過程
$\frac{V}{T}=\frac{{V}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}$
氣體物質的量n=$\frac{{V}_{1}^{\;}}{{V}_{0}^{\;}}$，且分子數$N=n{N}_{A}^{\;}$，解得：N=$\frac{V{T}_{1}^{\;}}{{V}_{0}^{\;}T}$NA
代入數據得：$N=5×1{0}_{\;}^{24}$（或$N=6×1{0}_{\;}^{24}$）
故答案為：（1）AD；（2）增大，等于；（3）$5×1{0}_{\;}^{24}$（或$6×1{0}_{\;}^{24}$）

點評 本題考查了熱力學第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程的應用，這兩個考點一直是高考的熱點．