Question

物理-選修3-3
（1）下列說法中正確的是

 

A．對于一定質量的理想氣體，當溫度升高時，分子的平均動能增大，則氣體的壓強一定增大
B．對于一定質量的理想氣體，當體積減小時，單位體積的分子數增多，則氣體的壓強一定增大
C．壓縮一定質量的理想氣體，其內能一定增加
D．分子a從很遠處趨近固定不動的分子b，當分子a運動到與分子b的相互作用力為零時，分子a的動能一定最大
（2）某地區空氣污染較嚴重，一位同學受桶裝純凈水的啟發，提出用桶裝的凈化壓縮空氣供氣，設每人1min內呼吸16次，每次吸入1atm的凈化空氣500mL，而每個桶能裝10atm的凈化空氣20L，假定這些空氣可以全部被吸收，設溫度不變，估算一下每人每天需要吸多少桶凈化空氣．

Answer 1

分析：（1）理想氣體壓強由分子的平均動能與分子密集程度決定；做功與熱傳遞是改變物體內能的兩種方式；當分子間距離等于平衡距離時，分子間作用力為零，當分子間距離大于平衡距離時分子間作用力表現為引力，分子從遠處向平衡距離運動過程中，分子力做正功，分子動能增加．
（2）先算出每人每天所吸的空氣量，然后由玻意耳定律求出需要桶裝空氣的量，最后求出需要多少桶桶裝空氣．

解答：解：（1）A、對于一定質量的理想氣體，當溫度升高時，分子的平均動能增大，如果氣體體積變大，分子密集程度減小，氣體的壓強不一定增大，故A錯誤；
B、對于一定質量的理想氣體，當體積減小時，單位體積的分子數增多，如果氣體溫度降低，氣體的壓強不一定增大，故B錯誤；
C、壓縮一定質量的理想氣體，外界氣體做功，如果氣體同時對外放入，則其內能不一定增加，故C錯誤；
D、分子a從很遠處趨近固定不動的分子b，分子間的作用力為引力，分子力做正功，當分子a運動到與分子b的相互作用力為零時，分子a的動能最大，故D正確；
故選D．
（2）每人每天需要呼吸1atm的凈化空氣的體積V_總=500mL/次×16次/min×24×60min=1.152×10⁷mL=1.152×10⁴L；
每桶P₁=10atm的凈化空氣V₁=20L變為P=1atm大氣壓時的體積為V，由玻意耳定律可知，P₁V₁=PV，
即10×20=1×V，V=200L，每人每天需要吸凈化空氣的桶數n=

V總

V

=

1.152×104

200

=57.6（桶）≈58桶；
答：（1）說法正確的是D；
（2）每人每天需要吸58桶凈化空氣．

點評：要知道氣體壓強的微觀解釋，知道改變內能的方式；熟練應用玻意耳定律即可正確解第（2）小題，解題時要注意單位換算．