Question

（2009?鹽城模擬）選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．）
（1）用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做了900J的功，同時汽缸向外散熱210J，汽缸里空氣的內能

增加

（填“增加“或“減少“）了

690

J．
（2）如圖所示，是某同學利用DIS實驗系統研究一定質量的理想氣體的狀態變化，得到的P-T圖象．氣體狀態由A變化至B的過程中，氣體的體積將

變小

（填“變大“或“變小“），這是

放熱

 （填“吸熱“或“放熱“）過程．
（3）我國陸地面9.6×10¹²m²，若地面大氣壓P₀=1.0×10⁵Pa，地面附近重力加速度 g=10m/s²，空氣平均摩爾質量為M₀=3.0×10^-2kgmol^-1，阿伏伽德羅常數N₄=6.0×10²³mol^-1，我國陸地上空空氣的總質量 M=

9.6×10¹⁶kg

；我國陸地上空空氣的分子總數N=

1.9×10⁴²個

．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1、2）由題，活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做了900J的功，功為正值．空氣的內能增加，內能的變化量為正值．寫出功W和內能的變化量△U，根據熱力學第一定律求出熱量．
（3）大氣壓強等于大氣重力除以表面積，列式求解即可，摩爾數等于質量除以摩爾質量，分子數等于摩爾數乘以阿伏加德羅常數；

解答：解：（1）由題，已知W=900J，Q=-210J，根據熱力學第一定律△U=W+Q得
△U=W+Q=900J-210J=690J
所以，氣體的內能增加，增加了690J．
（2）A到B等溫變化，壓強增大，根據P₁V₁=P₂V₂可知，氣體的體積減小；
根據熱力學第一定律可知，溫度不變，內能不變，
體積減小外界對氣體做正功，因此氣體將放出熱量．
故答案為：變小、放熱．
（3）大氣壓可看做是由空氣的重力產生的，則p₀=

M總g

S

；
代入數據解得M_總=

P0S

g

=

105×960×104×106

10

=9.6×10¹⁶kg；
空氣的物質量為：n=

M總

M0

；
故分子總數n_總=

M總

M0

N_A=

9.6×1016

0.03

×6×1023=1.9×10⁴²個；
答：（1）我國陸地上空空氣的總質量為9.6×10¹⁶kg；
（2）我國陸地上空空氣的分子總數為1.9×10⁴²個；
（3）地面附近溫度為270K的1m³空氣，在溫度為300K時的體積為1.1m³．
故答案為：
（1）增加   690J
（2）變小   放熱
（3）9.6×10¹⁶kg    1.9×10⁴²個．

點評：本題要搞清熱力學第一定律中三個正負的意義，正確寫出功和內能變化量是基礎．
對于第三問，要明確大氣壓強等于大氣的重力除以表面積，求解大氣質量后根據總質量除以摩爾質量等于摩爾數列式求解．