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）N＝5×10²⁴（或N＝6×10²⁴）

（1）试题分析：理想气体是指在任何温度、任何压强下都遵守气体实验定律的气体，是为了研究方便而引入的不计本身大小、分子间除碰撞外不计相互作用力，无分子势能、分子间碰撞为弹性碰撞的理想模型，故选项A、D正确；实际气体温度不太低、压强不太大时可视为理想气体，故选项B错误；由于理想气体不计分子势能，因此其内阻只与温度有关，故选项C错误。
（2）试题分析：由于压缩过程中气体与外界无热量交换，气体内能增加，因此温度升高，气体的分子平均动能增大，根据热力学第一定律可知：W＝ΔU＝3.4×10⁴J
（3）试题分析：设气体在标准状况下的体积为V₀，上述过程为等压过程，有：＝
气体物质的量为：n＝
分子数为：N＝nN_A
联立以上各式并代入数据解得：N＝＝5×10²⁴（或6×10²⁴）