题目
设有一恒温的容器,其内储有某种理想气体,若容器发生缓慢漏气,问:(1)气体的压强是否变化?为什么?(2)容器内气体分子的平均平动动能是否变化?为什么?(3)气体的内能是否变化?为什么?.
设有一恒温的容器,其内储有某种理想气体,若容器发生缓慢漏气,问:
(1)气体的压强是否变化?为什么?
(2)容器内气体分子的平均平动动能是否变化?为什么?
(3)气体的内能是否变化?为什么?
.题目解答
答案
【答案】
(1)变化,见解析; (2)不变化,见解析; (3)变化,见解析。
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解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程、气体分子运动论以及内能的相关知识,重点在于理解温度、压强、分子数等因素对气体性质的影响。
解题核心思路:
- 温度恒定是关键条件,需明确温度不变时,气体的某些性质(如平均平动动能)是否随之确定。
- 理想气体状态方程(PV = nRT)是分析压强变化的核心工具。
- 内能公式(U = (3/2)nRT)直接关联气体分子数与温度,需注意分子数变化的影响。
破题关键点:
- 温度不变时,气体分子的平均平动动能不变。
- 分子数减少会导致压强和内能的变化,而体积和温度保持不变。
(1)气体的压强是否变化?
关键分析:
根据理想气体状态方程 $PV = nRT$,当温度 $T$ 和体积 $V$ 不变时,压强 $P$ 与气体分子数 $n$ 成正比。容器缓慢漏气导致 $n$ 减少,因此压强 $P$ 必然减小。
(2)气体分子的平均平动动能是否变化?
关键分析:
气体分子的平均平动动能公式为 $\overline{E_k} = \frac{3}{2}kT$,仅与温度 $T$ 有关。由于容器恒温,温度 $T$ 不变,因此平均平动动能 $\overline{E_k}$ 不变。
(3)气体的内能是否变化?
关键分析:
理想气体的内能公式为 $U = \frac{3}{2}nRT$,与气体分子数 $n$ 和温度 $T$ 直接相关。虽然温度 $T$ 不变,但漏气导致 $n$ 减少,因此内能 $U$ 减小。