Question

1．某同學(xué)家新買(mǎi)了一雙門(mén)電冰箱，冷藏室容積107L，冷凍容積118L，假設(shè)室內(nèi)空氣為理想氣體．
①若室內(nèi)空氣摩爾體積為22.5×10^-3m³/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×10²³個(gè)/mol，在家中關(guān)閉冰箱密封門(mén)后，電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有多少個(gè)空氣分子？
②若室內(nèi)溫度為27℃，大氣壓為1×10⁵Pa，關(guān)閉冰箱密封門(mén)通電工作一段時(shí)間后，冷藏室內(nèi)溫度降為6℃，冷凍室溫度降為-9℃，此時(shí)冷藏室與冷凍室中空氣的壓強(qiáng)差為多大？
③冰箱工作時(shí)把熱量從溫度較低的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部，請(qǐng)分析說(shuō)明這是否違背熱力學(xué)第二定律．

Answer 1

分析 估算氣體的分子個(gè)數(shù)時(shí)，先解出氣體的摩爾數(shù)，然后用阿佛加德羅常數(shù)乘以氣體的摩爾數(shù)就得到氣體的分子個(gè)數(shù)；根據(jù)查理定律可以解出溫度下降后的壓強(qiáng)，然后做差解出壓強(qiáng)差．

解答 解：①分子個(gè)數(shù)：n=$\frac{{V}_{氣}}{{V}_{mol}}$N_A=$\frac{（107+118）×1{0}^{-3}}{22.5×1{0}^{-3}}$×6.0×10²³=6.0×10²⁴個(gè)；
②氣體狀態(tài)參量為：T₁=273+27=300K，P₁=1×10⁵Pa，
T₂=273+6=279K，P₂=？，T₃=273-9=264K，P₃=？，
氣體體積不變，根據(jù)查理定律得：$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{p}_{3}}{{T}_{3}}$，
代入數(shù)據(jù)解得：p₂=9.3×10⁴Pa，p₃=8.8×10⁴Pa，
壓強(qiáng)差：△P=p₂-p₃=5×10³Pa；
③由于熱量從低溫的冰箱內(nèi)部傳到溫度較高的冰箱外部的同時(shí)，消耗了電能，不違背熱力學(xué)第二定律．
答：①電冰箱的冷藏室和冷凍室內(nèi)大約共有6.0×10²⁴個(gè)空氣分子；
②此時(shí)冷藏室與冷凍室中空氣壓強(qiáng)差為5×10³Pa；
③不違背熱力學(xué)第二定律，因?yàn)闊崃坎皇亲园l(fā)的由低溫的冰箱內(nèi)部向高溫的冰箱外部傳遞的，且冰箱工作過(guò)程中要消耗電能．

點(diǎn)評(píng) 題目屬于公式的基本應(yīng)用，要靈活掌握阿佛加德羅常數(shù)的應(yīng)用，查理定律的應(yīng)用要先判斷氣體的體積為定值．