Question

某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實(shí)際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。

   （1）若這種氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，寫出此種氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式。

   （2）若上述氣體從外界吸收了4. 2 × 10⁵ J的熱量，同時(shí)氣體膨脹對(duì)外界做了6×10⁵J的功，問：物體的內(nèi)能變化了多少？其分子勢(shì)能是增加還是減少？其分子動(dòng)能如何變化？

Answer 1

解：（1）設(shè)這種氣體分子數(shù)為n，

則有       （3分）

   （2）可根據(jù)熱力學(xué)第一定律：∆U= W+Q定量分析。

因氣體從外界吸收熱量，所以Q=4. 2 × 10⁵ J

氣體對(duì)外做功6×10⁵J，則外界對(duì)氣體做功W= –6×10⁵J

據(jù)熱力學(xué)第一定律∆U= W+Q得∆U = –6×10⁵ J+4. 2 × 10⁵ J= –1.8× 10⁵ J

所以物體內(nèi)能減少了1. 8 ×10⁵J。      （3分）

因?yàn)闅怏w對(duì)外做功，體積膨脹，分子間距離增大了，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢(shì)能增加了。       （2分）

因?yàn)闅怏w內(nèi)能減少了，而分子勢(shì)能增加了，所以分子動(dòng)能必然減少了，且分子動(dòng)能的減少量一定大于分子勢(shì)能的增加量。       （2分）