Question

（2009?山东）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知V_A=0.3m³，T_A=T_C=300K、T_B=400K．
（1）求气体在状态B时的体积．
（2）说明B→C过程压强变化的微观原因
（3）设A→B过程气体吸收热量为Q，B→C过程气体放出热量为Q₂，比较Q₁、Q₂的大小说明原因．

Answer 1

分析：（1）A→B过程为等压变化，根据盖--吕萨克定律可求出气体在状态B时的体积．
（2）气体的压强在微观上来看，与气体分子的密集程度和气体分子的平均动能有关．所以要解释气体压强变化，只要分析出在等容变化过程中气体分子的密集程度和气体分子的平均动能的变化．
（3）根据热力学第一定律△U=W+Q，气体内能变化与温度有关，A、C两状态的温度相同，可知A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，然后通过做功的情况比较出吸热与放热的大小．

解答：解：（1）设气体在B状态时的体积为V_B，由盖--吕萨克定律得，

VA

TA

=

VB

TB

，代入数据得V_B=0.4m³．
    （2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
    （3）Q₁大于Q₂；因为T_A=T_c，故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q₁大于Q₂

点评：解决本题的关键是熟练运用气体定律和热力学第一定律．