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[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。

(1)3.7×1025

(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。

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