Question

9．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為1×10⁵Pa，缸內(nèi)氣體的體積1L，溫度為27°C，現(xiàn)對(duì)氣缸緩慢加熱，氣體吸收100J熱量后，體積增大為1.1L，不計(jì)活塞的質(zhì)量，在此過(guò)程中，氣體的溫度升高了30℃，氣體對(duì)外做功10J，氣體內(nèi)能增加了90J．

Answer 1

分析 氣體做等壓變化，找出初末狀態(tài)的狀態(tài)參量列等壓變化方程求解溫度變化．
根據(jù)功的定義求出氣體對(duì)外做的功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律求出氣體內(nèi)能的變化．

解答 解：溫度從27℃緩慢升高的過(guò)程中，體積增大，壓強(qiáng)不變，初態(tài)溫度為：273+27=300K，末態(tài)溫度為：T₂；初狀態(tài)體積為1L，末狀態(tài)的體積為1.1L
根據(jù)查理定律：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$
得：T₂=$\frac{{V}_{2}}{{V}_{1}}•{T}_{1}=\frac{1.1}{1}×300=330$K
所以氣體的溫度升高：△t=△T=330-300=30℃
升溫的過(guò)程中，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，體積增大，所以氣體對(duì)外界做功，W=F△x=p•△V=1×10⁵×（1.1-1）×10^-3=10J．
根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能的增加為：△U=-W+Q=-10+100=90J
故答案為：30，10，90．

點(diǎn)評(píng) 該題考查理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用以及熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，解答的關(guān)鍵是分析好狀態(tài)參量列式計(jì)算．