题目内容
某同学家新买了一双门电冰箱,冷藏室容积107L,冷冻容积118L,假设室内空气为理想气体.
(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol,阿伏伽德罗常量为6.0×1023个/mol,在家中关闭冰箱密封门后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?
(2)若室内温度为27℃,大气压为1×105Pa,关闭冰箱密封门通电工作一段时间后,冷藏室内温度降为6℃,冷冻室温度降为-9℃,此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大?
(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部,请分析说明这是否违背热力学第二定律.
(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol,阿伏伽德罗常量为6.0×1023个/mol,在家中关闭冰箱密封门后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?
(2)若室内温度为27℃,大气压为1×105Pa,关闭冰箱密封门通电工作一段时间后,冷藏室内温度降为6℃,冷冻室温度降为-9℃,此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大?
(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部,请分析说明这是否违背热力学第二定律.
分析:估算气体的分子个数时,先解出气体的摩尔数,然后用阿佛加德罗常数乘以气体的摩尔数就得到气体的分子个数;根据查理定律可以解出温度下降后的压强,然后做差解出压强差.
解答:解:(1)由阿伏加德罗常数可知:
N=
NA=6.0×1024个
(2)设气体初始温度为t0,压强为p0;后来冷藏室与冷冻室中的温度和压强分别为t1、p1和t2、p2,
由于两部分气体分别做等容变化,根据查理定律
=
p1=
p0
同理:p2=
p0
得△p=p1-p2=
代入数据得△p=5.0×103Pa
(3)不违背热力学第二定律,因为热量不是自发的由低温向高温传递,由冰箱工作过程中要消耗电能.
答:(1)电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有6.0×1024分子.
(2)此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差是5.0×103Pa
(3)不违背热力学第二定律,因为热量不是自发的由低温向高温传递,由冰箱工作过程中要消耗电能.
N=
| V1+V2 |
| V0 |
(2)设气体初始温度为t0,压强为p0;后来冷藏室与冷冻室中的温度和压强分别为t1、p1和t2、p2,
由于两部分气体分别做等容变化,根据查理定律
| p1 |
| p0 |
| 273+t1 |
| 273+t0 |
p1=
| 273+t1 |
| 273+t0 |
同理:p2=
| 273+t2 |
| 273+t0 |
得△p=p1-p2=
| t1-t2 |
| 273+t0 |
代入数据得△p=5.0×103Pa
(3)不违背热力学第二定律,因为热量不是自发的由低温向高温传递,由冰箱工作过程中要消耗电能.
答:(1)电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有6.0×1024分子.
(2)此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差是5.0×103Pa
(3)不违背热力学第二定律,因为热量不是自发的由低温向高温传递,由冰箱工作过程中要消耗电能.
点评:题目属于公式的基本应用,要灵活掌握阿佛加德罗常数的应用,查理定律的应用要先判断气体的体积为定值.
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