Question

5．一种海浪发电机的气室如图所示．工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭．气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电．气室中的空气可视为理想气体．
（1）下列对理想气体的理解，正确的有AD．
A． 理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律
（2）压缩过程中，两个阀门均关闭．若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加3.4×10⁴J，则该气体的分子平均动能增大（ 选填“增大”、“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功等于　 （ 选填“大于”、“小于”或“等于”）3.4×10⁴J．
（3）上述过程中，气体刚被压缩时的温度为 27℃，体积为 0.224m³，压强为 1 个标准大气压．已知 1mol 气体在 1 个标准大气压、0℃时的体积为 22.4L，阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，计算此时气室中气体的分子数． （ 计算结果保留一位有效数字）

Answer 1

分析 理想气体是一种理想化的模型；
内能与温度有关，内增增加则温度升高，温度是分子平均动能的标志；根据热力学第一定律求活塞对气体做的功；
由题意气体从0℃到27℃做等压变化，根据盖吕萨克定律求出此时的体积，然后求出气室内气体的物质的量，进而求得分子数．

解答 解：（1）AD、理想气体是一种理想的模型，实际并不存在，但实际气体在温度不太高，压强不太大时都可视为理想气体，故选项A正确，B错误；
C、理想气体的内能仅与温度有关，选项C错误；
D、理想气体遵循气体实验定律，选项D正确．
故选：AD
（2）气体内能增加，温度升高，分子的平均动能将增大；由热力学第一定律W+Q=△U知，根据题意Q=0，
$W=△U=3×1{0}_{\;}^{4}J$
（3）设气体在标准状态时的体积为V₁，等压过程$\frac{V}{T}=\frac{V_1}{T_1}$
气体物质的量为：$n=\frac{V_1}{V_0}$，且分子数N=nN_A解得：$N=\frac{{V{T_1}}}{{{V_0}T}}{N_A}$
代入数据得：N=5×10²⁴（或N=6×10²⁴）
故答案为：（1）AD；（2）增大，等于；（3）$5×1{0}_{\;}^{24}（或6×1{0}_{\;}^{24}）$

点评 知道理想气体内能与温度的关系、知道温度与分子平均动能的关系、掌握热力学第一定律是解题的关键，根据题意应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．