Question

【题目】如图所示，一导热性能良好的气缸，用轻质活塞密封了一定质量的气体，活塞用轻绳悬挂在天花板上

（1）若环境温度缓慢升高，下列说法正确的有_____．

A．单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数减少

B．单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数增加

C．器壁单位面积上受到气体分子撞击力增大

D．温度升高，缸内所有气体分子运动速率均增大

（2）若已知气缸的容积为1L，气缸内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol．阿伏加德罗常数，估算气缸内气体分子数为____个，气体分子间平均距离d=____m（结果均保留一位有效数字）。

（3）已知气缸的质量为M，活塞可以在缸内无摩擦滑动，活塞的面积为S，活塞与缸底距离为h，大气压强恒为p0，此时环境温度为T。若环境温度升高时，气体从外界吸收热量Q，气缸缓慢移动距离d 后再次处于静止，则在此过程中密闭气体的内能U增加了________?温度升高了___________？

Answer 1

【答案】 A 2×1022 d=4×10-9m

【解析】（1）缸内气体压强可知当温度升高时，缸内气体的压强不变，因温度升高时单个分子对器壁的作用力变大，则单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数减少，选项A正确，B错误；气体的压强不变，则器壁单位面积上受到气体分子撞击力不变，选项C错误；温度升高，缸内气体分子运动的平均速率增大，并非所有气体分子运动速率均增大，选项D错误；故选A.

（2）气体质量：m=ρV；摩尔数为：；
分子数为：

将气体分子占据的空间看成立方体形，而且紧密排列，则=NAd3
可得 ；
（3）缸内气体压强 P＝P0

气体等压膨胀过程外界对气体做功W=-PSd
根据热力学第一定律，气体内能增加量△U=Q+W
解得：△U=Q-P0Sd+Mgd
气体做等压变化，由盖萨克定律得：
解得：