Question

（2009?山東）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化．已知V_A=0.3m³，T_A=T_C=300K、T_B=400K．
（1）求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積．
（2）說明B→C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因
（3）設(shè)A→B過程氣體吸收熱量為Q，B→C過程氣體放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小說明原因．

Answer 1

分析：（1）A→B過程為等壓變化，根據(jù)蓋--呂薩克定律可求出氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積．
（2）氣體的壓強(qiáng)在微觀上來看，與氣體分子的密集程度和氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)．所以要解釋氣體壓強(qiáng)變化，只要分析出在等容變化過程中氣體分子的密集程度和氣體分子的平均動(dòng)能的變化．
（3）根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，氣體內(nèi)能變化與溫度有關(guān)，A、C兩狀態(tài)的溫度相同，可知A→B增加的內(nèi)能與B→C減小的內(nèi)能相同，然后通過做功的情況比較出吸熱與放熱的大小．

解答：解：（1）設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為V_B，由蓋--呂薩克定律得，

VA

TA

=

VB

TB

，代入數(shù)據(jù)得V_B=0.4m³．
    （2）微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小．
    （3）Q₁大于Q₂；因?yàn)門_A=T_c，故A→B增加的內(nèi)能與B→C減小的內(nèi)能相同，而A→B過程氣體對外做正功，B→C過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知Q₁大于Q₂

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是熟練運(yùn)用氣體定律和熱力學(xué)第一定律．