Question

【題目】如圖所示為一定質量的氦氣(可視為理想氣體)狀態變化的V-T圖象.已知該氦氣所含的氦分子總數為N，氦氣的摩爾質量為M，其在狀態A時的壓強為，阿伏加德羅常數為.

(1)氦氣分子的質量；

(2)在C狀態時氦氣分子間的平均距離d；

(3)在第(2)小題的情境中，試求：

①氦氣在B狀態時的壓強；

②若氦氣從狀態B到狀態C過程外界對氦氣做功為W，則該過程中氦氣是吸熱還是放熱?傳遞的熱量為多少?

Answer 1

【答案】(1)(2)(3)①②該過程中氦氣是放熱過程，傳遞的熱量為W。

【解析】

(1)氦氣分子的質量

(2)C狀態時氣體的體積為V0，一個分子所占空間的平均體積為：

把氣體分子所占平均空間看成是立方體模型，有：

V=d3

所以氦氣在C狀態時氦氣分子間的平間距離

；

(3)①氣體從A到B是等容變化過程，根據查理定律有：

解得：

②氣體從B到C時等溫變化過程，對于一定質量的理想氣體，溫度不變，內能不變△U=0，外界對氦氣做功為W＞0，根據熱力學第一定律W+Q=△U，有：

Q=-W＜0

則該過程中氦氣是放熱過程，傳遞的熱量為W。