Question

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V_A＝0.3m³，T_A＝T_C＝300K，T_B＝400K。
(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，比较Q₁、Q₂的大小并说明原因。

Answer 1

解：(1)A→B过程为等压变化，有＝，得V_B＝V_A＝0.4m³
(2)B→C过程为等容变化，分子的密集程度不变，温度降低，气体分子运动的平均动能减小，单位时间与器壁单位面积的碰撞次数减少，分子对器壁的冲击力减小，则气体的压强减小。
(3)A→B，气体体积增大，温度升高，则Q₁>△U₁，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律有△U₁＝W＋Q₁
B→C，气体体积不变，W＝0，由热力学第一定律得
△U₂＝－Q₂
气体内能为状态量，仅由温度决定，因T_A＝T_C，则
△U₁＝－△U₂，所以Q₁>Q₂