高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考部分 第1講 熱學(xué)課件

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1、 第 1講 熱 學(xué) 1.(2016全國卷，33)【物理選修33】(1)(5分)關(guān) 于 熱 力 學(xué) 定 律 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A.氣 體 吸 熱 后 溫 度 一 定 升 高B.對 氣 體 做 功 可 以 改 變 其 內(nèi) 能C.理 想 氣 體 等 壓 膨 脹 過 程 一 定 放 熱D.熱 量 不 可 能 自 發(fā) 地 從 低 溫 物 體 傳 到 高 溫 物 體E.如 果 兩 個 系 統(tǒng) 分 別 與 狀 態(tài) 確 定 的 第 三 個 系 統(tǒng) 達(dá) 到 熱 平 衡 ， 那 么這 兩 個

2、 系 統(tǒng) 彼 此 之 間 也 必 定 達(dá) 到 熱 平 衡 2.(2016全國卷，33)【物理選修33】(1) (5分)一 定 量 的 理 想 氣 體 從 狀 態(tài) a開 始 ， 經(jīng) 歷 等 溫 或 等 壓 過 程 ab、bc、 cd、 da回 到 原 狀 態(tài) ， 其 p T圖 象 如 圖 1所 示 ， 其 中 對 角 線 ac的 延 長 線 過 原 點 O。 下 列 判 斷 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)圖1 A.氣 體 在 a、 c兩 狀 態(tài) 的 體 積 相 等B.氣 體 在 狀 態(tài) a時 的 內(nèi) 能

3、大 于 它 在 狀 態(tài) c時 的 內(nèi) 能C.在 過 程 cd中 氣 體 向 外 界 放 出 的 熱 量 大 于 外 界 對 氣 體 做 的 功D.在 過 程 da中 氣 體 從 外 界 吸 收 的 熱 量 小 于 氣 體 對 外 界 做 的 功E.在 過 程 bc中 外 界 對 氣 體 做 的 功 等 于 在 過 程 da中 氣 體 對 外 界 做 的功 (2)(10分)一 氧 氣 瓶 的 容 積 為 0.08 m3， 開 始 時 瓶 中 氧 氣 的 壓 強為 20個 大 氣 壓 。 某 實 驗 室 每 天 消 耗 1個 大 氣 壓 的 氧 氣 0.36 m3。當(dāng) 氧 氣 瓶 中 的 壓 強

4、降 低 到 2個 大 氣 壓 時 ， 需 重 新 充 氣 。 若 氧 氣的 溫 度 保 持 不 變 ， 求 這 瓶 氧 氣 重 新 充 氣 前 可 供 該 實 驗 室 使 用多 少 天 。 方法二對氧氣瓶內(nèi)的氧氣，由于溫度保持不變，由玻意耳氣體實驗定律和總質(zhì)量不變得p1V1np2V2p3V1其中p120個大氣壓V10.08 m3p21個大氣壓V20.36 m3p32個大氣壓代入數(shù)值得n4(天)答案(1)ABE (2)4天 3.(2016全國卷，33)【物理選修33】(1)(5分)關(guān) 于 氣 體 的 內(nèi) 能 ， 下 列 說 法 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4

5、分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A.質(zhì) 量 和 溫 度 都 相 同 的 氣 體 ， 內(nèi) 能 一 定 相 同B.氣 體 溫 度 不 變 ， 整 體 運 動 速 度 越 大 ， 其 內(nèi) 能 越 大C.氣 體 被 壓 縮 時 ， 內(nèi) 能 可 能 不 變D.一 定 量 的 某 種 理 想 氣 體 的 內(nèi) 能 只 與 溫 度 有 關(guān)E.一 定 量 的 某 種 理 想 氣 體 在 等 壓 膨 脹 過 程 中 ， 內(nèi) 能 一 定 增 加 (2) (10分)一 U形 玻 璃 管 豎 直 放 置 ， 左 端 開 口 ， 右 端 封 閉 ， 左 端 上部 有 一 光 滑 的 輕 活 塞 。

6、初 始 時 ， 管 內(nèi) 汞 柱 及 空 氣 柱 長 度 如 圖 2所 示 。用 力 向 下 緩 慢 推 活 塞 ， 直 至 管 內(nèi) 兩 邊 汞 柱 高 度 相 等 時 為 止 。 求 此時 右 側(cè) 管 內(nèi) 氣 體 的 壓 強 和 活 塞 向 下 移 動 的 距 離 。 已 知 玻 璃 管 的 橫截 面 積 處 處 相 同 ； 在 活 塞 向 下 移 動 的 過 程 中 ， 沒 有 發(fā) 生 氣 體 泄 漏 ；大 氣 壓 強 p0 75.0 cmH g。 環(huán) 境 溫 度 不 變 。 圖2 答案(1)CDE (2)144 cmH g 9.42 cm 備 考 指 導(dǎo) 【考情分析】年 份 題 號 題 型

7、 考 查 角 度 分 值2016卷 33(1)選 擇 熱 力 學(xué) 定 律 ， 理 想 氣 體 ， 熱 平 衡 533(2)計 算 玻 意 耳 定 律 102016卷 33(1)選 擇 熱 力 學(xué) 定 律 ， 內(nèi) 能 533(2)計 算 玻 意 耳 定 律 102016卷 33(1)選 擇 內(nèi) 能 、 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 、 熱 力學(xué) 定 律 5 33(2)計 算 玻 意 耳 定 律 10 2015卷 33(1)選 擇 晶 體 、 非 晶 體 的 性 質(zhì) 533(2)計 算 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 102015卷 33(1)選 擇 擴(kuò) 散 現(xiàn) 象 533(2)計 算 玻 意

8、耳 定 律 102014卷 33(1)選 擇 熱 力 學(xué) 第 一 定 律 、 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方程 、 壓 強 的 微 觀 解 釋 633(2)計 算 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 92014卷 33(1)選 擇 分 子 動 理 論 ， 液 體 、 液 晶 的 性 質(zhì) ，物 態(tài) 變 化 533(2)計 算 氣 體 實 驗 定 律 、 理 想 氣 體 狀 態(tài) 方 程 10 【備考策略】氣 體 實 驗 規(guī) 律 、 理 想 氣 體 、 熱 力 學(xué) 第 一 定 律 是 近 年 來 的 必考 點 ， 相 關(guān) 的 氣 體 狀 態(tài) 變 化 圖 象 、 分 子 數(shù) 的 計 算 、 溫 度 和內(nèi) 能

9、、 分 子 熱 運 動 速 率 的 統(tǒng) 計 分 布 規(guī) 律 也 是 復(fù) 習(xí) 的 要 點 ，要 重 視 油 膜 法 估 測 分 子 的 大 小 、 分 子 力 等 近 些 年 未 曾 涉 及的 內(nèi) 容 的 復(fù) 習(xí) 。 分子動理論、內(nèi)能與氣體實驗定律的組合規(guī) 律 方 法 1. 1.(1)對 于 分 子 動 理 論 和 物 體 內(nèi) 能 的 理 解 ， 下 列 說 法 正 確 的 是_。 (填正確答案標(biāo)號)A.溫 度 高 的 物 體 內(nèi) 能 不 一 定 大 ， 但 分 子 平 均 動 能 一 定 大B.外 界 對 物 體 做 功 ， 物 體 內(nèi) 能 一 定 增 加C.溫 度 越 高 ， 布 朗 運 動

10、 越 顯 著D.當(dāng) 分 子 間 的 距 離 增 大 時 ， 分 子 間 作 用 力 就 一 直 減 小E.當(dāng) 分 子 間 作 用 力 表 現(xiàn) 為 斥 力 時 ， 分 子 勢 能 隨 分 子 間 距 離 的 減小 而 增 大 精 典 題 組 (2)如 圖 3是 一 種 氣 壓 保 溫 瓶 的 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 。 其 中 出 水 管 很 細(xì) ， 體積 可 忽 略 不 計 ， 出 水 管 口 與 瓶 膽 口 齊 平 ， 用 手 按 下 按 壓 器 時 ， 氣室 上 方 的 小 孔 被 堵 塞 ， 使 瓶 內(nèi) 氣 體 壓 強 增 大 ， 水 在 氣 壓 作 用 下 從出 水 管 口 流 出 。 最

11、 初 瓶 內(nèi) 水 面 低 于 水 管 口 10 cm， 此 時 瓶 內(nèi) 氣 體(含 氣 室 )的 體 積 為 2.0 102 cm3， 已 知 水 的 密 度 為 1.0 103 kg/m3，按 壓 器 的 自 重 不 計 ， 大 氣 壓 p0 1.01 105 Pa， g取 10 m/s2。 求 ： 圖3 ( )要 使 水 從 出 水 管 口 流 出 ， 瓶 內(nèi) 水 面 上 方 的 氣 體 壓 強 至 少要 多 大 ？( )當(dāng) 瓶 內(nèi) 壓 強 為 1.16 105 Pa時 ， 瓶 內(nèi) 氣 體 體 積 的 壓 縮 量是 多 少 ？ (忽 略 瓶 內(nèi) 氣 體 的 溫 度 變 化 ) 解析(1)溫

12、度高的物體分子平均動能一定大，但是內(nèi)能不一定大，選項A正確；外界對物體做功，若散熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項B錯誤；溫度越高，布朗運動越顯著，選項C正確；當(dāng)分子間的距離增大時，分子間作用力可能先增大后減小，選項D錯誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，選項E正確。 (2)( )由題意知，瓶內(nèi)外氣壓以及水的壓強存在以下關(guān)系：p內(nèi)p0p水p0gh水1.01 105 Pa1.0 103 10 0.1 Pa1.02 105 Pa；( )當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓強為p1.16 105 Pa時，設(shè)瓶內(nèi)氣體的體積為V，由玻意耳定律有p0V0pV壓縮量為VV0V，已知瓶內(nèi)原有氣體體積V02.0

13、 102 cm3解得：V25.9 cm 3答案 (1)ACE (2)( )1.02 105 Pa ( )25.9 cm3 (2)如 圖 4所 示 ， 水 平 面 上 有 一 個 兩 端 密 封 的 玻 璃 管 ， 管 內(nèi) 封 閉 有一 定 質(zhì) 量 的 理 想 氣 體 ， 管 內(nèi) 的 氣 體 被 可 以 自 由 移 動 的 活 塞 P分 成體 積 相 等 的 兩 部 分 A、 B。 一 開 始 ， 兩 部 分 氣 體 的 溫 度 均 為 T0600 K， 保 持 B部 分 氣 體 的 溫 度 不 變 ， 將 A部 分 氣 體 緩 慢 加 熱 至 T 1 000 K， 求 此 時 A、 B兩 部

14、分 氣 體 的 體 積 之 比 。 (活 塞 絕 熱 且 不計 體 積 )圖4 答案 (1)BCD (2)5 3 固體、液體與氣體實驗定律的組合規(guī) 律 方 法 1.固體和液體(1)晶 體 和 非 晶 體比 較 晶 體 非 晶 體單 晶 體 多 晶 體形 狀 規(guī) 則 不 規(guī) 則 不 規(guī) 則熔 點 固 定 固 定 不 固 定特 性 各 向 異 性 各 向 同 性 各 向 同 性 (2)液 晶 的 性 質(zhì)液 晶 是 一 種 特 殊 的 物 質(zhì) ， 既 可 以 流 動 ， 又 可 以 表 現(xiàn) 出 單 晶 體 的 分子 排 列 特 點 ， 在 光 學(xué) 、 電 學(xué) 物 理 性 質(zhì) 上 表 現(xiàn) 出 各 向

15、異 性 。(3)液 體 的 表 面 張 力使 液 體 表 面 有 收 縮 到 球 形 的 趨 勢 ， 表 面 張 力 的 方 向 跟 液 面 相 切 。(4)飽 和 汽 壓 的 特 點液 體 的 飽 和 汽 壓 與 溫 度 有 關(guān) ， 溫 度 越 高 ， 飽 和 汽 壓 越 大 ， 且 飽 和汽 壓 與 飽 和 汽 的 體 積 無 關(guān) 。 1.(1)下 列 說 法 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號)A.液 體 的 分 子 勢 能 與 體 積 有 關(guān)B.落 在 荷 葉 上 的 水 呈 球 狀 是 因 為 液 體 表 面 存 在 張 力C.飽 和 蒸 汽 是 指 液 體 不 再 蒸 發(fā) ，

16、蒸 汽 不 再 液 化 時 的 狀 態(tài)D.布 朗 運 動 表 明 了 分 子 越 小 ， 分 子 運 動 越 劇 烈E.物 體 的 溫 度 升 高 ， 并 不 表 示 物 體 中 所 有 分 子 的 動 能 都 增 大精 典 題 組 (2)如 圖 5甲 所 示 ， 豎 直 放 置 的 汽 缸 中 的 活 塞 上 放 置 一 重 物 ， 活 塞可 在 汽 缸 內(nèi) 無 摩 擦 滑 動 。 汽 缸 導(dǎo) 熱 性 良 好 ， 其 側(cè) 壁 有 一 個 小 孔 與裝 有 水 銀 的 U形 玻 璃 管 相 通 ， 汽 缸 內(nèi) 封 閉 了 一 段 高 為 80 cm的 理 想氣 體 柱 (U形 管 內(nèi) 的 氣

17、體 體 積 不 計 ， U形 管 足 夠 長 且 水 銀 始 終 沒 有進(jìn) 入 汽 缸 )， 此 時 缸 內(nèi) 氣 體 處 于 圖 乙 中 的 A狀 態(tài) ， 溫 度 為 27 。 已知 大 氣 壓 強 p0 1.0 105 Pa 75 cmH g， 重 力 加 速 度 g取 10 m/s2。 圖5 ( )求 A狀 態(tài) 時 U形 管 內(nèi) 水 銀 面 的 高 度 差 h1和 活 塞 及 重 物 的 總 質(zhì) 量m；( )若 對 汽 缸 緩 慢 加 熱 ， 使 缸 內(nèi) 氣 體 變 成 B狀 態(tài) ， 求 此 時 缸 內(nèi) 氣 體的 溫 度 。 答案 (1)ABE (2)( )37.5 cm 625 kg (

18、 )327 2.(1)下 列 說 法 中 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號)A.氣 體 如 果 失 去 了 容 器 的 約 束 就 會 散 開 ， 這 是 因 為 氣 體 分 子 之 間存 在 斥 力 的 緣 故B.液 體 表 面 具 有 收 縮 的 趨 勢 ， 這 是 液 體 表 面 層 分 子 的 分 布 比 內(nèi) 部稀 疏 的 緣 故C.黃 金 、 白 銀 等 金 屬 容 易 加 工 成 各 種 形 狀 ， 沒 有 固 定 的 外 形 ， 所以 金 屬 不 是 晶 體D.某 溫 度 的 空 氣 的 相 對 濕 度 是 此 時 空 氣 中 水 蒸 氣 的 壓 強 與 同 溫 度下 水

19、的 飽 和 汽 壓 之 比 的 百 分 數(shù)E.水 很 難 被 壓 縮 ， 這 是 分 子 間 存 在 斥 力 的 宏 觀 表 現(xiàn) (2)如 圖 6所 示 ， 水 平 地 面 上 放 置 有 一 內(nèi) 壁 光 滑 的 圓 柱 形 導(dǎo) 熱 汽 缸 ，汽 缸 內(nèi) 部 有 一 質(zhì) 量 和 厚 度 均 可 忽 略 的 活 塞 ， 活 塞 的 橫 截 面 積 S2.5 10 3 m2， 到 汽 缸 底 部 的 距 離 為 L 0.5 m， 活 塞 上 固 定 有 一個 質(zhì) 量 可 忽 略 的 力 傳 感 器 ， 該 力 傳 感 器 通 過 一 根 豎 直 細(xì) 桿 固 定 在天 花 板 上 ， 汽 缸 內(nèi) 密

20、 封 有 溫 度 t1 27 的 理 想 氣 體 ， 此 時 力 傳 感器 的 讀 數(shù) 恰 好 為 0。 已 知 外 界 大 氣 壓 強 P0 1.2 105 Pa保 持 不 變 。 圖6 ( )如 果 保 持 活 塞 不 動 ， 當(dāng) 力 傳 感 器 的 讀 數(shù) 達(dá) 到 F 300 N時 ， 密 封 氣 體 的 溫 度 升 高 到 多 少 攝 氏 度 ？( )現(xiàn) 取 走 豎 直 細(xì) 桿 ， 從 初 狀 態(tài) 開 始 將 活 塞 往 下 壓 ， 當(dāng) 下 壓的 距 離 為 x 0.2 m時 力 傳 感 器 的 示 數(shù) 達(dá) 到 F 450 N， 則 通過 壓 縮 氣 體 可 以 使 此 密 封 氣 體

21、 的 溫 度 升 高 到 多 少 攝 氏 度 ？ 解析(1)氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子無規(guī)則運動的緣故，選項A錯誤；液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故，選項B正確；黃金、白銀等金屬一般是多晶體，容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，選項C錯誤；某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分?jǐn)?shù)，選項D正確；水很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)，選項E正確。 答案 (1)BDE (2)( )327 ( )177 熱學(xué)基本知識、熱力學(xué)定律與氣體實驗定律的組合規(guī) 律 方 法 2.應(yīng)用氣體實驗定律的解題思路(1)選 擇

22、 對 象 即 某 一 定 質(zhì) 量 的 理 想 氣 體 ；(2)找 出 參 量 氣 體 在 始 末 狀 態(tài) 的 參 量 p1、 V1、 T1及 p2、 V2、 T2；(3)認(rèn) 識 過 程 認(rèn) 清 變 化 過 程 是 正 確 選 用 物 理 規(guī) 律 的 前 提 ；(4)列 出 方 程 選 用 某 一 實 驗 定 律 或 氣 態(tài) 方 程 ， 代 入 具 體 數(shù) 值 求解 ， 并 討 論 結(jié) 果 的 合 理 性 。 3.牢記以下幾個結(jié)論(1)熱 量 不 能 自 發(fā) 地 由 低 溫 物 體 傳 遞 給 高 溫 物 體 ；(2)氣 體 壓 強 是 由 氣 體 分 子 頻 繁 地 碰 撞 器 壁 產(chǎn) 生 的

23、 ， 壓 強 大 小 與 分子 熱 運 動 的 劇 烈 程 度 和 分 子 密 集 程 度 有 關(guān) ；(3)做 功 和 熱 傳 遞 都 可 以 改 變 物 體 的 內(nèi) 能 ， 理 想 氣 體 的 內(nèi) 能 只 與 溫度 有 關(guān) ；(4)溫 度 變 化 時 ， 意 味 著 物 體 內(nèi) 分 子 的 平 均 動 能 隨 之 變 化 ， 并 非 物體 內(nèi) 每 個 分 子 的 動 能 都 隨 之 發(fā) 生 同 樣 的 變 化 。 1.(1)關(guān) 于 熱 學(xué) ， 下 列 說 法 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號)A.物 體 內(nèi) 熱 運 動 速 率 大 的 分 子 數(shù) 占 總 分 子 數(shù) 的 比 例 與 溫

24、 度 有 關(guān)B.功 可 以 全 部 轉(zhuǎn) 化 為 熱 ， 但 熱 量 不 能 全 部 轉(zhuǎn) 化 為 功C.空 氣 中 水 蒸 氣 的 壓 強 與 同 一 溫 度 時 水 的 飽 和 汽 壓 之 比 叫 做 空 氣的 相 對 濕 度D.一 定 質(zhì) 量 的 理 想 氣 體 ， 在 體 積 不 變 時 ， 分 子 每 秒 與 器 壁 的 碰 撞次 數(shù) 隨 著 溫 度 降 低 而 減 小E.一 定 質(zhì) 量 的 理 想 氣 體 ， 當(dāng) 氣 體 溫 度 升 高 時 ， 因 做 功 情 況 不 明 確 ，其 內(nèi) 能 不 一 定 增 大 精 典 題 組 (2)如 圖 7甲 所 示 ， 一 質(zhì) 量 為 2m的 汽

25、缸 中 用質(zhì) 量 為 m的 活 塞 密 封 有 一 定 質(zhì) 量 的 空 氣 (可視 為 理 想 氣 體 )， 當(dāng) 汽 缸 開 口 向 上 且 通 過 懸掛 活 塞 靜 止 時 ， 密 封 空 氣 柱 長 度 為 L1。 現(xiàn)將 汽 缸 緩 慢 旋 轉(zhuǎn) 180 懸 掛 缸 底 靜 止 ， 如 圖乙 所 示 ， 已 知 大 氣 壓 強 為 p0， 外 界 溫 度 不 變 ，活 塞 的 橫 截 面 積 為 S， 汽 缸 與 活 塞 之 間 不 漏氣 且 無 摩 擦 ， 氣 缸 導(dǎo) 熱 性 良 好 ， 求 ：圖7( )圖 乙 中 密 封 空 氣 柱 的 長 度 L 2；( )從 圖 甲 到 圖 乙 ，

26、密 封 空 氣 柱 是 吸 熱 還 是 放 熱 ， 并 說 明 理 由 。 解析(1)溫度越高，熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，A正確；功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，在外界的影響下熱量也可以全部轉(zhuǎn)化為功，B錯誤；空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對濕度，C正確；一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時，溫度降低，壓強減小，根據(jù)氣體壓強的微觀解釋可知分子每秒碰撞器壁的次數(shù)減小，D正確；一定質(zhì)量的理想氣體，不計分子勢能，當(dāng)氣體溫度升高時，分子熱運動的平均動能增大，故內(nèi)能一定增大，E錯誤。 2.(1)在 一 個 標(biāo) 準(zhǔn) 大 氣 壓 下 ， 1 g水 在 沸 騰

27、 時 吸 收 了 2 260 J的 熱 量 后變 成 同 溫 度 的 水 蒸 氣 ， 對 外 做 了 170 J的 功 。 已 知 阿 伏 加 德 羅 常數(shù) NA 6.0 1023 mol 1， 水 的 摩 爾 質(zhì) 量 M 18 g/mol。 下 列 說 法中 正 確 的 是 _。 (填正確答案標(biāo)號)A.分 子 間 的 平 均 距 離 增 大B.水 分 子 的 熱 運 動 變 得 更 劇 烈 了C.水 分 子 總 勢 能 的 變 化 量 為 2 090 JD.在 整 個 過 程 中 能 量 是 不 守 恒 的E.1 g水 所 含 的 分 子 數(shù) 為 3.3 10 22個 (2)如 圖 8所 示 ， U形 管 右 管 橫 截 面 積 為 左 管 橫 截 面 積 的 2倍 ， 在 左管 內(nèi) 用 水 銀 封 閉 一 段 長 為 26 cm、 溫 度 為 280 K的 空 氣 柱 ， 左 、 右兩 管 水 銀 面 高 度 差 為 36 cm， 外 界 大 氣 壓 為 76 cmH g。 若 給 左 管 的封 閉 氣 體 加 熱 ， 使 管 內(nèi) 氣 柱 長 度 變 為 30 cm， 則 此 時 左 管 內(nèi) 氣 體的 溫 度 為 多 少 ？圖8 答案(1)ACE (2)371.5 K