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=6.02×10²³ mol^-1,则此时气室中气体的分子数为__________。(计算结果保留一位有效数字)

Answer

（1）AD（2）增大，等于（3）N＝5×1024（或N＝6×1024）

【解析】（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。

考点：本题主要考查了对理想气体的理解问题，属于中档偏低题。

（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

考点：本题主要考查了对分子动理论、热力学第一定律的理解与应用问题，属于中档偏低题。

（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＝nNA

联立以上各式并代入数据解得：N＝＝5×1024（或6×1024）

考点：本题主要考查了有关阿伏伽德罗常数的计算问题，属于中档偏低题。