Question

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(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       。

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(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)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(nèi)能增加了3.4×10⁴J，則該氣體的分子平均動能       （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(shù)N_A＝6.02×10²³mol^－1。計算此時氣室中氣體的分子數(shù)。（計算結果保留一位有效數(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、任何壓強下都遵守氣體實驗定律的氣體，是為了研究方便而引入的不計本身大小、分子間除碰撞外不計相互作用力，無分子勢能、分子間碰撞為彈性碰撞的理想模型，故選項A、D正確；實際氣體溫度不太低、壓強不太大時可視為理想氣體，故選項B錯誤；由于理想氣體不計分子勢能，因此其內(nèi)阻只與溫度有關，故選項C錯誤。
（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，氣體的分子平均動能增大，根據(jù)熱力學第一定律可知：W＝ΔU＝3.4×10⁴J
（3）試題分析：設氣體在標準狀況下的體積為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）