Question

【題目】注意觀察的同學會發現，用來制冷的空調室內機通常掛在高處，而用來取暖的暖氣片卻安裝在較低處，這是由于要利用熱空氣密度小而冷空氣密度大來形成對流的緣故．請你解釋，為什么熱空氣密度小而冷空氣密度大？將一氫氣球放飛，隨著氣球高度的不斷增大，若高空氣壓不斷降低，氣球的體積也不斷增大，而溫度基本不變．請問在此過程中其能量是怎樣轉化與轉移的？

Answer 1

【答案】體熱脹冷縮的原因：等壓變化，根據蓋呂薩克定律 可知，對于質量一定的氣體，在壓強一定的情況下，溫度越高，體積越大，故密度越小,氣球等溫變化，根據玻意耳定律PV=C ， 氣體膨脹對外做功；根據熱力學第一定律，內能不變，氣體對外做功，故一定會吸收熱量.
【解析】氣體熱脹冷縮的原因：等壓變化，根據蓋呂薩克定律 可知，對于質量一定的氣體，在壓強一定的情況下，溫度越高，體積越大，故密度越小．
氣球等溫變化，根據玻意耳定律PV=C ， 氣體膨脹對外做功；根據熱力學第一定律，內能不變，氣體對外做功，故一定會吸收熱量；
答：根據蓋呂薩克定律可知，對于質量一定的氣體，在壓強一定的情況下，溫度越高，體積越大，故密度越小．
【考點精析】掌握熱力學第一定律是解答本題的根本，需要知道熱力學第一定律的表達式:W+Q=ΔU；符號法則:外界對物體做功，W取正值，物體對外界做功，W取負值;物體吸收熱量，Q取正值，物體放出熱量，Q取負值;物體內能增加，ΔU取正值，物體內能減少，ΔU取負值．