Question

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Q₁，B→C過程氣體放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小并說明原因。

Answer 1

解：(1)A→B過程為等壓變化，有＝，得V_B＝V_A＝0.4m³
(2)B→C過程為等容變化，分子的密集程度不變，溫度降低，氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，單位時(shí)間與器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少，分子對(duì)器壁的沖擊力減小，則氣體的壓強(qiáng)減小。
(3)A→B，氣體體積增大，溫度升高，則Q₁>△U₁，氣體對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律有△U₁＝W＋Q₁
B→C，氣體體積不變，W＝0，由熱力學(xué)第一定律得
△U₂＝－Q₂
氣體內(nèi)能為狀態(tài)量，僅由溫度決定，因T_A＝T_C，則
△U₁＝－△U₂，所以Q₁>Q₂