题目内容
【题目】一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA= 0.3m3,TA=TC= 300 K ,TB= 400 K。
①求气体在状态B时的体积;
②说明B→C过程压强变化的微观原因.
③设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,求A→B过程中气体对外所做的功。
【答案】(1) (2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变化(降低),气体分子平均动能变化(减小),导致气体压强变化(减小).(3)Q1大于Q2;因为TA=TC,故A→B增加的内能与B→C减少的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2.
【解析】试题气体发生等压变化,由盖吕萨克定律可以求出气体体积;气体发生等容变化,由查理定律判断其压强如何变化,然后微观角度分析其压强变化的原因;应用热力学第一定律分析热量大小关系。
①设气体在状态B时的体积为VB,由盖吕萨克定律得
代入数据得VB=0.4m3
②微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变化(降低),气体分子平均动能变化(减小),导致气体压强变化(减小)。
③Q1大于Q2;因为TA=TC,故A→B增加的内能与B→C减少的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2。
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