Question

18．一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4.2×10⁵J的热量，同时气体对外做了6×10⁵J的功，则：
（1）气体的内能减少（填“增加”或“减少”），其变化量的大小为1.8×10⁵J．
（2）气体的分子势能增加（填“增加”或“减少”）
（3）气体的温度降低（填“升高”或“降低”）

Answer 1

分析 根据热力学第一定律△U=W+Q求解物体内能的变化，根据△U的正负判断内能还是减小．气体的内能由气体的质量和温度（分子的动能）决定．

解答 解：（1）气体从外界吸热，故：Q=4.2×10⁵J
气体对外做功，故：W=-6×10⁵J
由热力学第一定律：△U=W+Q=（-6×10⁵）+（4.2×10⁵）=-1.8×10⁵J
△U为负，说明气体的内能减少了
所以，气体内能减少了1.8×10⁵J．
（2）气体分子间距远远大于平衡距离，分子力的合力为吸引力；
因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了；
（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了，故温度降低．
故答案为：（1）减少，1.8×10⁵；（2）增加；（3）降低．

点评 本题关键用热力学第一定律列式求解，要明确公式中各个量正负的含义．