Question

18．2016年10月22 日是世界傳統(tǒng)醫(yī)藥日，按摩拔火罐等中醫(yī)療法成辦公室年輕人新寵．如圖所示，若罐的容積為45cm³，罐內(nèi)空氣溫度為27℃．已知大氣壓P₀=1×10⁵Pa，求：
①罐內(nèi)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下占的體積；
②設(shè)想罐內(nèi)的空氣從27℃等壓降溫到0℃，由W=p₀△V計(jì)算外界對(duì)這些空氣做的功為多少？
若同時(shí)這些空氣放出熱量0.5 J，則這些空氣的內(nèi)能變化了多少．

Answer 1

分析 （1）由查理定律即可求出罐內(nèi)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下占的體積；
（2）由W=p₀△V即可求出外界對(duì)這些空氣做的功；由熱力學(xué)第一定律即可求出內(nèi)能的變化．

解答 解：（1）罐的容積為：V₁=45cm³，罐內(nèi)空氣溫度為：T₁=27℃=300K．
標(biāo)準(zhǔn)狀況下：T₂=273K
由：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)得：${V}_{2}=41c{m}^{3}$
（2）外界對(duì)氣體做的功：W=p△V=p•（V₁-V₂）
代入數(shù)據(jù)得：W=0.4J
由熱力學(xué)第一定律：△U=Q+W=0.4J-0.5J=-0.1J
△U為負(fù)，表示氣體的內(nèi)能減�。�
答：①罐內(nèi)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下占的體積是41cm³；
②設(shè)想罐內(nèi)的空氣從27℃等壓降溫到0℃，由W=p₀△V計(jì)算外界對(duì)這些空氣做的功為0.4J，若同時(shí)這些空氣放出熱量0.5 J，則這些空氣的內(nèi)能減小，減小了0.1J．

點(diǎn)評(píng) 利用理想氣體狀態(tài)方程解題，關(guān)鍵是正確選取狀態(tài)，明確狀態(tài)參量，尤其是正確求解被封閉氣體的壓強(qiáng)，這是熱學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí)，要加強(qiáng)訓(xùn)練，加深理解．