Question

18．2016年10月22 日是世界传统医药日，按摩拔火罐等中医疗法成办公室年轻人新宠．如图所示，若罐的容积为45cm³，罐内空气温度为27℃．已知大气压P₀=1×10⁵Pa，求：
①罐内空气在标准状况下占的体积；
②设想罐内的空气从27℃等压降温到0℃，由W=p₀△V计算外界对这些空气做的功为多少？
若同时这些空气放出热量0.5 J，则这些空气的内能变化了多少．

Answer 1

分析 （1）由查理定律即可求出罐内空气在标准状况下占的体积；
（2）由W=p₀△V即可求出外界对这些空气做的功；由热力学第一定律即可求出内能的变化．

解答 解：（1）罐的容积为：V₁=45cm³，罐内空气温度为：T₁=27℃=300K．
标准状况下：T₂=273K
由：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$
代入数据得：${V}_{2}=41c{m}^{3}$
（2）外界对气体做的功：W=p△V=p•（V₁-V₂）
代入数据得：W=0.4J
由热力学第一定律：△U=Q+W=0.4J-0.5J=-0.1J
△U为负，表示气体的内能减小．
答：①罐内空气在标准状况下占的体积是41cm³；
②设想罐内的空气从27℃等压降温到0℃，由W=p₀△V计算外界对这些空气做的功为0.4J，若同时这些空气放出热量0.5 J，则这些空气的内能减小，减小了0.1J．

点评 利用理想气体状态方程解题，关键是正确选取状态，明确状态参量，尤其是正确求解被封闭气体的压强，这是热学中的重点知识，要加强训练，加深理解．