题目内容

某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体,气体分子间的相互作用力表现为引力。

   (1)若这种气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出此种气体分子数的估算表达式。

   (2)若上述气体从外界吸收了4. 2 × 105 J的热量,同时气体膨胀对外界做了6×105J的功,问:物体的内能变化了多少?其分子势能是增加还是减少?其分子动能如何变化?

解:(1)设这种气体分子数为n

则有       (3分)

   (2)可根据热力学第一定律:∆U= W+Q定量分析。

因气体从外界吸收热量,所以Q=4. 2 × 105 J

气体对外做功6×105J,则外界对气体做功W= –6×105J

据热力学第一定律∆U= W+Q得∆U = –6×105 J+4. 2 × 105 J= –1.8× 105 J

所以物体内能减少了1. 8 ×105J。      (3分)

因为气体对外做功,体积膨胀,分子间距离增大了,分子力做负功,气体的分子势能增加了。       (2分)

因为气体内能减少了,而分子势能增加了,所以分子动能必然减少了,且分子动能的减少量一定大于分子势能的增加量。       (2分)

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