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理想气体指不计气体分子间的作用力,因而理想气体无须考虑气体的分子势能,实际气体在常温常压下,其性质

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解决时间 2021-02-22 11:43
理想气体指不计气体分子间的作用力,因而理想气体无须考虑气体的分子势能,实际气体在常温常压下,其性质能很好地符合实验定律的结论,因而通常我们将实际气体视为理想气体,能近似视为理想气体应满足条件(  ) A.温度不太高,压强不太大 B.温度不太高,压强不太低 C.温度不太低,压强不太低 D.温度不太低,压强不太高
最佳答案
A、温度越高,分子运动越剧烈,气体满足实验定律越好,温度相同时,压强越小分子间距离越大,故我们将实际气体视为理想气体,能近似视为理想气体应满足条件是温度不太低,压强不太高,故A错误
B、由A分析得,B错误
C、由A分析得,C错误
D、由A分析得,D正确
故选:D
全部回答
有的书明确地说,气体的体积增大时,分子势能增大;有的书又说不是这样.究竟如何? “气体的体积增大时,分子势能增大”的主要论据是:气体分子间距离较大,分子的相互作用是吸引力;体积增大,则分子间距离增大,吸引力做负功,则分子势能增大.但这个论据靠不住:在同一时刻,气体中有一些分子对之间的分子间力表现为吸引力q,也有少数分子对的分子间力表现为排斥力q,由于q往往远大于q,因此后者未必是次要因素.实际上,在温度一定情况下,气体的体积较大幅度地增大时,分子势能略有增大、略有减小都是有可能的,取决于气体的种类和温度. 焦耳在1845年做了一个实验:气体跟外界几乎无热交换,自由膨胀(不对外做功)体积加倍的过程中,测出气体的温度几乎不变.这意味着,一定数量的气体的内能几乎只与温度有关,而与体积无关.这意味着,气体的分子势能几乎与体积无关.焦耳和威廉·汤姆孙于1852年做了更精确的实验(李椿等《热学》163页,人民教育出版社1978年版),实验结果是,在气体的体积和压强的乘积pv与内能u这两者的和保持不变的某种膨胀过程中,气体的温度略有下降(比如降低1℃),或略有上升(比如上升1℃),依所用气体的种类和温度的不同而不同.我们来分析这个实验说明了什么.在观测到温度降低1℃的实验中,pv即使不按照克拉珀龙方程pv=nrt而减小,也会略微减小,注意到(pv+u)在实验中不变,可知u有所增大,这说明了存在“体积增大、温度降低,而内能增大”这种事实,从而说明了存在“气体体积增大时分子势能增大”这种事实.在观测到温度上升1℃的实验中,pv即使不按照克拉珀龙方程pv=nrt而上升,也会略微上升,注意到(pv+u)在实验中不变,可知u有所减小,这说明了存在“体积增大、温度上升,而内能减小”这种事实,从而说明了存在“气体体积增大时分子势能减小”这种事实. 总之,气体的体积发生较大的变化时,气体总分子势能只发生少许变化;气体总分子势能随体积的增大而略微增大或略微减小,都是可能的.由于气体的分子势能,只与体积有微弱的关系,因此在理想气体模型的假设中可以包含下述假设:理想气体的分子势能不随体积的变化而变化,或者,一定数量的理想气体的内能是温度的函数.
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