Question

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

(1)氦氣分子的質(zhì)量；

(2)在C狀態(tài)時(shí)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(tài)時(shí)的壓強(qiáng)；

②若氦氣從狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程外界對(duì)氦氣做功為W，則該過(guò)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(guò)程中氦氣是放熱過(guò)程，傳遞的熱量為W。

【解析】

(1)氦氣分子的質(zhì)量

(2)C狀態(tài)時(shí)氣體的體積為V0，一個(gè)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(tài)時(shí)氦氣分子間的平間距離

；

(3)①氣體從A到B是等容變化過(guò)程，根據(jù)查理定律有：

解得：

②氣體從B到C時(shí)等溫變化過(guò)程，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變，內(nèi)能不變△U=0，外界對(duì)氦氣做功為W＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=△U，有：

Q=-W＜0

則該過(guò)程中氦氣是放熱過(guò)程，傳遞的熱量為W。