Question

(1)從分子動理論的角度看，對一定質量的理想氣體，下列說法正確的是________．

A．若保持體積不變而溫度升高，則壓強一定增大

B．若保持壓強不變而體積減小，則溫度一定升高

C．若將該氣體密閉在絕熱容器里，則壓縮氣體時氣體的溫度一定升高

D．可以在體積、溫度、壓強這三個物理量中只改變一個

(2)如圖所示，內壁光滑的汽缸豎直放置在水平桌面上，汽缸內封閉一定質量的氣體，在活塞從A運動到B的過程中，氣體吸收熱量280 J，并對外做功120 J，氣體的內能________(填“增加”或“減少”)了________J；若活塞在外力作用下從B返回到A，且返回A時溫度與原來在A處的溫度相同，此過程氣體放出熱量240 J，那么在返回的過程中________(填“氣體對外”或“外界對氣體”)做功________ J.

(3)某氣體的摩爾質量為M、密度為ρ，用N_A表示阿伏加德羅常數，求該氣體分子間的平均距離．

Answer 1

(1)AC　(2)增加　160　外界對氣體　80　(3)

(1)氣體的體積不變，說明單位體積內的分子數(即分子密集程度)不變，溫度升高，氣體分子無規則運動加劇，由氣體壓強的微觀解釋可知，壓強增大，所以A正確；體積減小，則分子密集程度增大，而壓強沒有增大，說明分子的平均動能減小了，氣體的溫度降低了，所以B錯；如果容器是絕熱的，則氣體就無法和外界熱交換，此時壓縮氣體對氣體做功，由能量守恒定律可知，氣體內能增加，溫度升高，所以C正確；根據氣體壓強產生的微觀原因可知，對于一定質量的理想氣體來說，在體積、溫度、壓強這三個物理量中，如果一個發生了改變，其他兩個至少有一個必定會同時改變，所以D錯．
(2)根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU＝(280－120) J＝160 J，內能增加．又回到原狀態，說明內能又和原狀態相同，內能要減少160 J．W＝ΔU－Q＝－160 J－(－240 J)＝80 J，外界對氣體做功．
(3)每個氣體分子的質量m＝M/N_A，每個氣體分子所占的空間體積V₀＝，分子間平均距離為d＝＝