Question

11．如圖所示，在某環(huán)境下用截面積為0.2m²的輕質(zhì)絕熱活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在圓柱形汽缸內(nèi)，活塞與汽缸之間無摩擦，a狀態(tài)是汽缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞離汽缸底部高度為0.6m，b狀態(tài)是汽缸從容器中移除后達(dá)到的平衡狀態(tài)，活塞離汽缸底部的高度為0.7m，設(shè)該環(huán)境中大氣壓強(qiáng)始終保持1.0×10⁵Pa．
（1）求該環(huán)境的溫度；　
（2）分析該過程是吸熱還是放熱．

Answer 1

分析 （1）氣體發(fā)生等壓變化，求出氣體的狀態(tài)參量，然后應(yīng)用蓋呂薩克定律求出溫度．
（2）應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析氣體的吸熱與放熱情況．

解答 解：（1）氣體的狀態(tài)參量：
V₁=L₁S=0.6S，V₂=L₂S=0.7S，
T₁=273+0=273K，T₂=？，
氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得：
$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，即：$\frac{0.6S}{273}$=$\frac{0.7S}{{T}_{2}}$，
解得：T₂=318.5K；
（2）在該過程，氣體體積增大，氣體對外做功，W＜0，
氣體溫度升高，氣體內(nèi)能增大，△U＞0，
由熱力學(xué)第一定律：△U=W+Q得：
Q=△U-W＞0，氣體要從外界吸收熱量；
答：（1）該環(huán)境的溫度為318.5K；　
（2）該過程吸熱．

點(diǎn)評 本題考查了求環(huán)境溫度、判斷氣體吸放熱情況，分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應(yīng)用蓋呂薩克定律、熱力學(xué)第一定律可以解題，本題難度不大，是一道基礎(chǔ)題．