Question

研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体叫做气团。气团直径达几千米，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，气团在上升过程中可看成是一定质量理想气体的绝热膨胀，设气团在上升过程中，由状态Ⅰ(p₁、V₁、T₁)绝热膨胀到状态Ⅱ(p₂、V₂、T₂) 。倘若该气团由状态Ⅰ(p₁、V₁、T₁)作等温膨胀到Ⅲ(p₃、V₃、T₃)，试回答：

(1)下列判断正确的是

A．p₃<p₁                           B．p₃<p₂                     C．T₁>T₂                D．T₁<T₂

(2)若气团在绝热膨胀过程中对外做的功为W₁，则其内能变化ΔE₁=_______________；若气团在等温膨胀过程中对外做的功为W₂，则其内能变化ΔE_,2=______________。

(3)气团体积由V₁变化到V₂时，求气团在变化前后的密度比和分子间平均距离之比。

 

Answer 1

【答案】

(1)AC(2)-W₁   0(3)V₂/V₁   

【解析】(1)气团在上升过程中，由状态Ⅰ(p₁、V₁、T₁)绝热膨胀到状态Ⅱ(p₂、V₂、T₂)，对外做功，内能减小，温度降低，T₁>T₂，选项C正确；气团由状态Ⅰ(p₁、V₁、T₁)作等温膨胀到Ⅲ(p₃、V₃、T₃)，体积增大，压强减小，p₃<p₁. 选项A正确。

(2)若气团在绝热膨胀过程中对外做的功为W₁，由热力学第一定律，则其内能变化ΔE₁= - W₁；若气团在等温膨胀过程中对外做的功为W₂，则其内能变化ΔE_,2=0。

(3)气体密度ρ=m/V，气团体积由V₁变化到V₂时，

气团在变化前后的密度比=.

设分子之间平均距离为d，气体分子数N，则所有气体体积V=Nd³，

气团在变化前后的分子间平均距离之比=。