题目内容

一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略),从外界吸收了4.2×105 J的热量,同时气体对外做了6×105 J的功,则:
(1)气体的内能是增加还是减少?其变化量的大小为多少焦耳?
(2)气体的分子势能是增加还是减少?
(3)分子平均动能如何变化?
(1)内能减少了1.8×105 J(2)增加(3)减少

试题分析:(1)因气体从外界吸收热量,所以Q=4.2×105 J,  1分
气体对外做功6×105 J,则外界对气体做功W=-6×105 J,  1分
由热力学第一定律ΔU=W+Q,得   1分
ΔU=-6×105 J+4.2×105 J=-1.8×105 J   1分
所以物体内能减少了1.8×105 J.   1分
(2)气体对外做功体积膨胀,分子间距离增大,分子力做负功,气体的分子势能增加了  2分
(3)因为气体内能减少了,而分子势能增加了,所以分子平均动能必然减少了,且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量.  3分
点评:热力学第一定律实质上是能量守恒定律的特例,应用时关键要掌握符号法则:凡使内能能增加的量,均为正值;相反,为负值.
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