Question

(2010·江蘇高考)(1)為了將空氣裝入氣瓶內，現將一定質量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體.下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是_____.

(2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功.現潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質量保持不變，且放出了5 kJ的熱量.在上述兩個過程中，空氣的內能共減小__________kJ，空氣_______(選填“吸收”或“放出”)的總熱量為_____kJ.
(3)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為
1.3 kg/m³和2.1 kg/m³，空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數N_A=6.02×10²³ mol^-1.若潛水員呼吸一次吸入2 L的空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數.(結果保留一位有效數字).

Answer 1

(1) B(2) 29 kJ(3) Δn=3×10²²

(1)由玻意耳定律知pV=C,p與  成正比，選B.
(2)根據熱力學第一定律ΔU=W+Q，第一階段W₁="24" kJ，ΔU₁=0,所以Q₁="-24" kJ，故放熱；第二階段W₂=0，Q₂="-5" kJ，由熱力學第一定律知，ΔU₂="-5" kJ，故在上述兩個過程中，空氣的內能共減少ΔU=ΔU₁+ΔU₂="-5" kJ；兩過程共放出熱量Q=Q₁+Q₂=
-29 kJ，故空氣放出的總熱量為29 kJ.
(3)設空氣的摩爾質量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ_海和ρ_岸，一次吸入空氣的體積為V，則有代入數據得Δn=3×10²².