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    3．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O，A，D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为Na．
    （1）由状态A到状态D过程中AB
    A．气体从外界吸收热量，内能增加
    B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
    C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大
    D．气体密度不变
    （2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体吸收（选“吸收”或“放出”）热量14J．
    （3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V0，则状态D的温度是多少？该气体的分子数为多少？

    分析 根据图象知道AD两点在同一等压线上，结合分子动理论内容进行分析．根据热力学第一定律求解气体的吸或放热量．
    根据气态方程求解状态D的温度．求出摩尔数，可求得分子数．

    解答 解：（1）A、A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，密度减小，气体对外做功，温度升高气体的平均动能增加，内能增加，故需要吸热，故A正确，D错误；
    B、由A到D温度升高，则分子的平均动能增大，单个分子对器壁的平均撞击力增大，而压强不变，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少．故B正确；
    C、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义；温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个气体分子的动能都会增大．故C错误．
    故选：AB．
    （2）气体对外做功为5J，则W=-5J，内能增加9J，则△U=9J，由热力学第一定律△U=W+Q得，Q=14J，即吸热14J．
    （3）由题意可知，A、D两状态的压强相等，则$\frac{{V}_{0}}{{T}_{0}}=\frac{2{V}_{0}}{{T}_{D}}$，
    解得TD=2T0
    气体的摩尔数n=$\frac{ρ•2{V}_{0}}{M}$
    分子个数为N=nNA=$\frac{2ρ{V}_{0}{N}_{A}}{M}$
    故答案为：（1）AB；（2）吸收，14；（3）状态D的温度是2T0，该气体的分子数为$\frac{2ρ{V}_{0}{N}_{A}}{M}$．

    点评 此题考查分子动理论和V-T图象的应用，和运用热力学第一定律和气态方程结合，分析气体状态的变化及变化过程中能量的变化．

    练习册系列答案
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