Question

A．（选修模块3-3）
（1）镀铜的工艺应用很广泛．如果镀膜内铜原子的个数要求是8×10²²个/米²，取1g铜，均匀镀在物体表面时，则能镀膜的面积为

 

米²．（已知铜的摩尔质量为64g/mol，结果保留两位有效数字）
（2）固定在水平面上的气缸内封闭着一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，大气压强恒定不变，活塞与气缸壁光滑接触且不漏气．现用水平外力拉活塞缓慢地向右移动一段距离，在此过程中，下列说法正确的是
A．该气体温度不变，压强减小
B．该气体压强不变，温度降低
C．水平外力大小不变
D．因为有水平外力作用，此过程违反热力学第二定律
（3）题（2）所研究的过程中，如果环境温度发生变化，气缸中的气体推动活塞做功3×10⁵J，同时吸收热量为2×10⁵J，则此过程中理想气体的内能是增加还是减少？增加或减少了多少？

Answer 1

分析：（1）根据质量求出铜的物质的量，进而可以求得铜的原子的个数，再计算镀膜的面积；
（2）向右移动，气体的体积增加，气体对外做功，根据热力学第一定律来分析气体的内能的变化；
（3）根据热力学第一定律来分析气体的内能的变化．

解答：解：（1）1g铜的物质的量为n=

m

M

=

1

64

mol，
1g铜的原子的个数为N=nN_A=

1

64

×6.02×10²³个
能镀膜的面积为

1 64 ×6.02×1023

8×1022

=0.12m²，
（2）气体的体积变大，对外做功，
由于，活塞缓慢地向右移动的，并且气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，所以气体的温度不变，体积变大，所以压强减小，所以A正确，B错误；
在向右移动的过程中，气体的压强逐渐的减小，根据活塞的受力平衡可得，水平外力逐渐的变大，所以C错误；
在变化的过程中，气体不断的从外界吸收热量，此过程没有违反热力学第二定律，所以D错误．
故选A．
（3）气缸中的气体推动活塞做功3×10⁵J，是对外做功，所以W=-3×10⁵J，
吸收热量为Q=2×10⁵J，
根据△E=W+Q=-3×10⁵J+2×10⁵J=-1×10⁵J，
所以气体的内能减少1×10⁵J．
故答案为：
（1）0.12 （2）A （3）减少，1×10⁵J

点评：利用热力学第一定律判断气体的内能变化的时候要注意做功W和热量Q的符号，对外做功和放热为负的，对气体做功和吸热为正的．