Question

【题目】注意观察的同学会发现，用来制冷的空调室内机通常挂在高处，而用来取暖的暖气片却安装在较低处，这是由于要利用热空气密度小而冷空气密度大来形成对流的缘故．请你解释，为什么热空气密度小而冷空气密度大？将一氢气球放飞，随着气球高度的不断增大，若高空气压不断降低，气球的体积也不断增大，而温度基本不变．请问在此过程中其能量是怎样转化与转移的？

Answer 1

【答案】体热胀冷缩的原因：等压变化，根据盖吕萨克定律 可知，对于质量一定的气体，在压强一定的情况下，温度越高，体积越大，故密度越小,气球等温变化，根据玻意耳定律PV=C ， 气体膨胀对外做功；根据热力学第一定律，内能不变，气体对外做功，故一定会吸收热量.
【解析】气体热胀冷缩的原因：等压变化，根据盖吕萨克定律 可知，对于质量一定的气体，在压强一定的情况下，温度越高，体积越大，故密度越小．
气球等温变化，根据玻意耳定律PV=C ， 气体膨胀对外做功；根据热力学第一定律，内能不变，气体对外做功，故一定会吸收热量；
答：根据盖吕萨克定律可知，对于质量一定的气体，在压强一定的情况下，温度越高，体积越大，故密度越小．
【考点精析】掌握热力学第一定律是解答本题的根本，需要知道热力学第一定律的表达式:W+Q=ΔU；符号法则:外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值;物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值;物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值．