(15分)[物理——选修3-3]我国北方冬季需要对房间空气加热,设有一房面积为14m2,高为3m,室内空气通过房间缝隙与外界大气相通,开始时室内空气温度为10℃
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(15分)[物理——选修3-3] 我国北方冬季需要对房间空气加热,设有一房面积为14m2,高为3m,室内空气通过房间缝隙与外界大气相通,开始时室内空气温度为10℃,通过加热变为20℃。 (1)已知空气的摩尔质量为29g/mol,标准状况下1mol气体的体积为22.4L,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023mol-1,试计算这个过程中有多少个空气分子从室内跑出。(结果保留2位有效数字) (2)已知气体热运动的平均动能跟热力学温度成正比,即Ek=kT,空气可以看作理想气体,试通过分析、计算说明室内空气的内能随温度的升降如何变化。 |
答案
(1)3.7×1025个 (2)室内气体的内能温度T无关,不会随温度的升降而变化。 |
解析
(1)室内空间的压强可认为始终等于一个标准大气压,若将房间内空气变为标准状态,其体积设为V′,则有 (2分) 所以 所含分子数(2分) 所以,温度由的过程中,跑出房间的气体分子数为个(表达式3分,结果3分) (2)(5分)因空气可视为理想气体,其内能只包含分子动能,所以室内气体的内能 可见室内气体的内能温度T无关,不会随温度的升降而变化。 |
举一反三
如图所示的四个图象中,有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a等压膨胀到状态b的过程.这个图象是( ) |
一定质量理想气体,状态变化过程如p-V图中ABC图线所示,其中BC为一段双曲线.若将这一状态变化过程表示在p-T图或V-T图上,其中正确的是( ) |
如右图,ABCA表示一定质量的理想气体的一个循环过程,下列说法正确的是( )
A.A→B过程中,气体对外做了功 | B.B→C过程中,气体内能增加 | C.C→A过程中,气体内能减少 | D.C→A过程中,外界对气体做功 | (9分)如图所示,有一玻璃管长L=100cm,内有一段水银柱h=20cm,封闭着长a=50cm长的空气柱,此时温度t1=27oC,大气压恒为p0=76cmHg,
求: (1)求当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时,气体温度为多少? (2)求空气柱温度至少多大时,可使管中水银全部溢出? | (2012年2月武汉调研)如图所示,在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体,管内外气体的温度均为33℃。现将水银徐徐注入管中,直到水银面与管口相平,此时管中气体的压强为多少?接着缓慢对玻璃管加热升温至多少时,管中刚好只剩4cm高的水银柱?(大气压强p0=76cmHg) |
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