Question

（选修模块3-3）
封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V，温度为T，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为N_A．
（1）由状态A变到状态D过程中______
A．气体从外界吸收热量，内能增加
B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大
D．气体的密度不变
（2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体______（选“吸收”或“放出”）热量______J．
（3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）气体由状态A变到状态D过程中，温度升高，内能增大；体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律分析吸放热情况．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大．根据体积变化，分析密度变化．
（2）根据热力学第一定律求解气体的吸或放热量．
（3）根据气态方程求解状态D的温度．求出摩尔数，可求得分子数．
解答：解：（1）A、气体由状态A变到状态D过程中，温度升高，内能增大；体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律分析得知，气体从外界吸收热量．故A正确．
B、由图看出气体的体积增大，由图看出，两个状态的V与T成正比，由气态方程=C分析得知，两个状态的压强相等，体积增大时，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少．故B正确．
C、气体温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都会增大．故C错误．
D、气体的质量一定，体积增大，则密度减小．故D错误．
故选AB 
（2）气体对外做功为5J，则W=-5J，内能增加9J，则△U=9J，由热力学第一定律△U=W+Q得，Q=14J，即吸热14J．
（3）A→D，由状态方程=c，得 T_D=2T
分子数为  n=
故答案为：
（1）AB
（2）吸收，14
（3）状态D的温度为2T，该气体的分子数为．
点评：本题运用热力学第一定律和气态方程结合，分析气体状态的变化及变化过程中能量的变化．