Question

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）下列對理想氣體的理解，正確的有       。

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(dòng)能       （選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對該氣體所做的功       （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

（1）AD（2）增大，等于（3）N＝5×10²⁴（或N＝6×10²⁴）

（1）試題分析：理想氣體是指在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，是為了研究方便而引入的不計(jì)本身大小、分子間除碰撞外不計(jì)相互作用力，無分子勢能、分子間碰撞為彈性碰撞的理想模型，故選項(xiàng)A、D正確；實(shí)際氣體溫度不太低、壓強(qiáng)不太大時(shí)可視為理想氣體，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于理想氣體不計(jì)分子勢能，因此其內(nèi)阻只與溫度有關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
（2）試題分析：由于壓縮過程中氣體與外界無熱量交換，氣體內(nèi)能增加，因此溫度升高，氣體的分子平均動(dòng)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：W＝ΔU＝3.4×10⁴J
（3）試題分析：設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V₀，上述過程為等壓過程，有：＝
氣體物質(zhì)的量為：n＝
分子數(shù)為：N＝nN_A
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得：N＝＝5×10²⁴（或6×10²⁴）