Question

【題目】2017年全國物理科學晚會上，一位老師用“吹氣千斤頂”把四位高中生頂起來。他用一根帶閥門的塑料管連在封閉的正方形塑料薄膜袋上，塑料薄膜袋平攤在教室地面上，如圖所示.在塑料薄膜袋的上方平放一塊與薄膜袋上表面面積相等的輕質塑料板，讓四位學生同時站到與輕質塑料板中心對稱的位置上，該老師通過塑料連接管向袋內吹氣，直到把四位同學抬到一定高度，薄膜袋一直沒有破裂。假設袋內氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。

(1)下列說法正確的是___________

A.薄膜袋內氣體分子平均動能不變

B.薄膜袋內氣體的壓強是由于氣體重力而產生的

C.薄膜袋內氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

D.由于四位學生壓迫薄膜袋，袋內氣體分子間表現為斥力

(2)表演過程中，該老師對球內氣體共做了200J的功，此過程中薄膜袋___________(填“吸收”或“放出”)熱量，若某時刻薄膜袋突然爆破，則薄膜袋內的氣體內能___________(填“增加”或“減少”)。

(3)已知薄膜袋氣體的體積為V，密度為p，平均摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為NA，試求薄膜袋內氣體的分子個數_____及分子間的平均距離_____。

Answer 1

【答案】（1）A （2）放出 減小 （3）

【解析】

（1）知道分子間表現的實際作用力為引力，知道被封閉氣體壓強產生的原理．溫度是分子平均動能變化的標志；

（2）根據熱力學第一定律的表達式△U=Q+W進行有關判斷；

（3）求出氣體的質量，已知平均摩爾質量再求出摩爾數，最后求出分子數，然后求出分子的平均距離。

（1）A、溫度是分子平均動能的標志，溫度不變，則分子的平均動能不變，A錯誤；

B、薄膜袋內氣體的壓強是由于氣體不斷頻繁撞擊膜內表面產生的，B錯誤；

C、氣體分子間空隙很大，所以氣球內氣體的體積遠大于所有氣體分子的體積之和，C錯誤；

D、四位同學壓迫薄膜袋，氣體分子間距離仍然較大，氣體分子間的作用力幾乎為零，D錯誤。

故本小題選A；

（2）表演過程中，膜內氣體溫度不變，則氣體的內能不變，，該老師對膜內氣體做了200J的功，，根據熱力學第一定律，則，所有氣體要向外界放熱；若某時刻薄膜袋突然爆破，氣體對外做功，瞬間無熱傳遞，則該氣球內的氣體內能減少；

（3）由題意可知，氣體的摩爾數為，所有氣體內氣體分子的總個數為：，氣體分子之間的距離。