Question

【題目】[物理——選修3-3]

(1) 關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是________

A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同

B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大

C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變

D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)

E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加

(2) 如圖所示，氣缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10 kg，橫截面積為50 cm2，厚度為1 cm，氣缸全長為21 cm，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，當(dāng)溫度為7 ℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長10 cm，若將氣缸倒過來放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過平臺(tái)上的缺口與大氣相通．(g取10 m/s2，不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

①將氣缸倒過來放置，若溫度上升到27 ℃，求此時(shí)氣柱的長度．

② 汽缸倒過來放置后，若逐漸升高溫度，發(fā)現(xiàn)活塞剛好接觸平臺(tái)，求此時(shí)氣體的溫度．

Answer 1

【答案】(1)CDE ；(2) ①16.1 cm ②100 °C

【解析】(1)質(zhì)量和溫度都相同的氣體，雖然分子平均動(dòng)能相同，但是不同的氣體，其摩爾質(zhì)量不同，即分子個(gè)數(shù)不同，所以分子總動(dòng)能不一定相同，A錯(cuò)誤；宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系，所以宏觀運(yùn)動(dòng)速度大，內(nèi)能不一定大，B錯(cuò)誤；根據(jù) ＝C可知，如果等溫壓縮，則內(nèi)能不變；等壓膨脹，溫度增大，內(nèi)能一定增大，C、E正確；理想氣體的分子勢能為零，所以理想氣體的內(nèi)能與分子平均動(dòng)能有關(guān)，而分子平均動(dòng)能和溫度有關(guān)，D正確．綜上所述本題答案是：CDE

(2) 以活塞為研究對象，汽缸未倒過來時(shí)，有

汽缸倒過來后，有 溫度為 不變，有 ；

聯(lián)立解得 ；

① 溫度由 升高到 的過程中，封閉氣體壓強(qiáng)不變

由蓋—呂薩克定律知 ，解得 ；

② 活塞剛好接觸平臺(tái)時(shí)，氣體的溫度為T，則

解得 ，故

綜上所述本題答案是：(1)CDE ；(2) ①16.1 cm ②