Question

11．如图所示，在某环境下用截面积为0.2m²的轻质绝热活塞，将一定质量的理想气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞与汽缸之间无摩擦，a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，活塞离汽缸底部高度为0.6m，b状态是汽缸从容器中移除后达到的平衡状态，活塞离汽缸底部的高度为0.7m，设该环境中大气压强始终保持1.0×10⁵Pa．
（1）求该环境的温度；　
（2）分析该过程是吸热还是放热．

Answer 1

分析 （1）气体发生等压变化，求出气体的状态参量，然后应用盖吕萨克定律求出温度．
（2）应用热力学第一定律分析气体的吸热与放热情况．

解答 解：（1）气体的状态参量：
V₁=L₁S=0.6S，V₂=L₂S=0.7S，
T₁=273+0=273K，T₂=？，
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：
$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，即：$\frac{0.6S}{273}$=$\frac{0.7S}{{T}_{2}}$，
解得：T₂=318.5K；
（2）在该过程，气体体积增大，气体对外做功，W＜0，
气体温度升高，气体内能增大，△U＞0，
由热力学第一定律：△U=W+Q得：
Q=△U-W＞0，气体要从外界吸收热量；
答：（1）该环境的温度为318.5K；　
（2）该过程吸热．

点评 本题考查了求环境温度、判断气体吸放热情况，分析清楚气体状态变化过程，应用盖吕萨克定律、热力学第一定律可以解题，本题难度不大，是一道基础题．