Question

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________。

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，内能增加了3.4×10⁴J，则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功________(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

　(1)AD　(2)增大　等于　(3)5×10²⁴(或6×10²⁴)

[解析]　本题主要考查理想气体的实验定律的理解和内能的变化问题，解题的关键是理想气体的理解。

(1)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；理想气体的内能仅与温度有关，选项C错误；理想气体遵循气体实验定律，选项D正确。

(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＝ΔE知，W＝ΔE＝3.4×10⁴J。

(3)设气体在标准状态时的体积为V₁，等压过程

＝

气体物质的量n＝，且分子数N＝nN_A，解得N＝N_A

代入数据得N＝5×10²⁴(或N＝6×10²⁴)