10. 一位同學為了表演“輕功”,用打氣筒給只相同氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體),然后將它們放置在水平木板上,再在氣球的上方平放一塊輕撫塑料板,如圖所示,這位同學慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中,氣球一直沒有破裂,球內(nèi)氣體溫度可視為不變.
(1)下列說法正確的是C
A.氣球內(nèi)氣體的壓強是由于氣體重力而產(chǎn)生的
B.由于該同學壓迫氣球,球內(nèi)氣體分子間表現(xiàn)為斥力
C.氣球內(nèi)氣體分子平均動能不變
D.氣球內(nèi)氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
(2)表演過程中,對球內(nèi)氣體共做了4J的功,此過程中氣球放出(填“吸收”或“放出”)熱量.若某氣球突然爆炸,則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能減少(填“增加”或“減少”).
(3)一只氣球內(nèi)氣體的體積為V,密度為ρ,平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,試用以上字母表示這個氣球內(nèi)氣體的分子個數(shù)及分子間的平均距離.

分析 (1)知道分子間表現(xiàn)的實際作用力為引力,知道被封閉氣體壓強產(chǎn)生的原理.溫度是分子平均動能變化的標志.
(2)根據(jù)熱力學第一定律的表達式△U=Q+W進行有關(guān)判斷;
(3)求出氣體的質(zhì)量,已知平均摩爾質(zhì)量再求出摩爾數(shù),最后求出分子數(shù),然后求出分子的平均距離.

解答 解:(1)A、密閉容器內(nèi)的氣體壓強是大量氣體分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生,故A錯誤.
B、該同學壓迫氣球,氣體分子間距離仍然較大,氣體分子間的作用力幾乎為零.故B錯誤.
C、球內(nèi)氣體溫度可視為不變.所以氣球內(nèi)氣體分子平均動能不變,故C正確.
D、氣體分子間空隙很大,所以氣球內(nèi)氣體的體積遠大于所有氣體分子的體積之和,故D錯誤.
故選:C.
(2)表演過程中,球內(nèi)氣體溫度可視為不變,說明球內(nèi)氣體內(nèi)能不變,即△U=0,對球內(nèi)氣體共做了4J的功,即W=4J,所以此過程中Q=-4J,即氣球放出的熱量是4J,若某氣球突然爆炸,氣體對外做功,瞬間無熱傳遞,則該氣球內(nèi)的氣體內(nèi)能減少,溫度降低.
(3)一只氣球內(nèi)氣體的體積為V,密度為ρ,平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,所以氣體的摩爾數(shù):n=$\frac{m}{M}$=$\frac{ρV}{M}$,
阿伏加德羅常數(shù)NA,所以這個氣球內(nèi)氣體的分子個數(shù):N=nNA=$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$;
氣體分子之間的距離:d=$\root{3}{\frac{V}{N}}$,解得:d=$\root{3}{\frac{M}{ρ{N}_{A}}}$;
故答案為:(1)C;(2)放出;減少;(3)氣球內(nèi)氣體的分子個數(shù)為$\frac{ρV{N}_{A}}{M}$,分子間的平均距離為:$\root{3}{\frac{M}{ρ{N}_{A}}}$.

點評 熱學中很多知識點要需要記憶,注意平時的積累,對于熱力學第一定律△U=W+Q,要明確公式中各個物理量的含義.

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