Question

【物理--選修3-3】
（1）對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是

BCE

．
A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
B．氣體溫度越高，氣體分子的熱運動就越劇烈
C．氣體對容器的壓強是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的
D．當氣體膨脹時，氣體的內(nèi)能一定減少
E．在壓強不變而體積增大時，單位時間碰撞容器壁單位面積的分子數(shù)一定減少
（2）一定質(zhì)量理想氣體的p-V圖象如圖所示，其中a→b為等容過程，b→c為等壓過程，c→a為等溫過程，已知氣體在狀態(tài)a時的溫度T_a=300K，在狀態(tài)b時的體積V_b=22.4L求：
①氣體在狀態(tài)c時的體積V_c；
②試比較氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c過程從外界吸收的熱量Q與對外做功W的大小關(guān)系，并簡要說明理由．

Answer 1

分析：（1）氣體分子有很大的間隙，氣體分子對容器壁的壓強等于單位面積上氣體分子碰撞力之和；溫度是分子的平均動能的標志，溫度越高，氣體分子的熱運動就越劇烈
；氣體對容器的壓強是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的；一定量氣體變化過程符合熱力學第一定律；
（2）①根據(jù)玻意耳定律列式計算出C狀態(tài)時的體積；
②由第一問的結(jié)果進行判斷即可．

解答：解：（1）A、氣體分子有很大的間隙，故氣體的體積遠大于所有氣體分子的體積之和，故A錯誤；
B、溫度是氣體分子無規(guī)則熱運動的標志，與分子的平均熱運動動能成正比，故B正確；
C、氣體對容器的壓力是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的，故氣體對容器的壓強是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的，故C正確；
D、當氣體膨脹時，對外做功，但有可能吸收熱量，故根據(jù)熱力學第一定律△E=W+Q，內(nèi)能不一定減小，故D錯誤；
E、在壓強不變而體積增大時，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知氣體的溫度升高，分子單次碰撞器壁的撞擊力增大；壓強不變，單位時間內(nèi)對碰撞容器壁單位面積上的撞擊力保持不變，所以單位時間碰撞容器壁單位面積的分子數(shù)一定減少．故E正確．
故選：BCE．
（2）①取表內(nèi)封閉氣體為研究對象，其中a→b為等容過程，所以：V_a=V_b=22.4L，P_a=3atm；P_c=1atm
c→a為等溫過程，由玻意耳定律得：P_aV_a=P_cV_c
所以：Vc=

PaVa

Pc

=

3×22.4

1

L=67.2L
②氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c為等壓過程，由蓋呂薩克定律可知體積增大時溫度升高，所以氣體內(nèi)能△U增大，由于b→c氣體對外做功，W為負值，氣體吸熱，Q為正值，由熱力學第一定律△U=Q+W可知，氣體吸收熱量Q大于氣體對外做的功W．
答：①氣體在狀態(tài)c時的體積為67.2L；
②氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c為等壓過程，由蓋呂薩克定律可知體積增大時溫度升高，所以氣體內(nèi)能△U增大，由于b→c氣體對外做功，W為負值，氣體吸熱，Q為正值，由熱力學第一定律△U=Q+W可知，氣體吸收熱量Q大于氣體對外做的功W．

點評：本題關(guān)鍵熟悉理想氣體模型、氣壓的微觀解釋，并且能根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解．