Question

7．在某地煤矿坑道抢险中，急需将某氧气瓶中的氧气分装到每个小氧气袋中，已知该氧气瓶容积为25L，内部压强为4.0×l0⁵Pa，分装好的氧气袋中压强为1.0×l0⁵Pa，分装过程中气体温度保持不变，氧气可视为理想气体，假设能将瓶中氧气全部分装刭各氧气袋中而不剩余，并且各氧气装的压强刚好达到要求．
①分装氧气过程中，已知外界对氧气做功2.0×l0⁴J，分析该过程氧气吸放热情况及多少．
②求分装后氧气的总体积．
③请作出该过程的p-$\frac{1}{v}$图．

Answer 1

分析 （1）理想气体的分子势能不计，而温度是分子平均动能的标志；已知外界对氧气做的功，则由热力学第一定律可求得氧气吸放热的情况；
（2）由玻意耳定律可求得分装后氧气的总体积；
（3）等温变化的曲线是过原点的直线，在图中作出以上两点，连线即可得出图象

解答 解：①．因为分装过程中温度不变，则△U=0 ①
由热力学第一定律：
△U=W+Q ②
得：Q=-W=-2.0×10⁴J，即气体放出2.0×10⁴J的热量③
②．分装前：p₁=4.0×l0⁵Pa，V₁=25L，分装后，设氧气总体积为V₂，
此时气体压强为1.0×10⁵Pa，
由玻意耳定律：p₁V₁=p₂V₂ ④
解得V₂=100L⑤
③．p-$\frac{1}{v}$图象如图所示
答：①分装氧气过程中，气体放出2.0×10⁴J的热量．
②分装后氧气的总体积100L．
③如图

点评 本题为选修3-3中的热学内容，因为是选修题所以一般难度不大，但考查内容较多，应将热学中的各知识点熟练掌握