Question

（选做，适合选修3-3的同学）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】分析：根据理想气体状态方程分析气体热胀冷缩的原因，根据热力学第一定律判断内能的改变情况．
解答：解：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：（1）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．（2）气球要不断从外界吸热，将吸取的能量用来不断对外做功．
点评：本题第一问关键根据热力学第一、第二定律分析；第二问关键根据理想气体状态方程分析，不难．