Question

研究大氣現象時可把溫度、壓強相同的一部分氣體叫做氣團。氣團直徑達幾千米，邊緣部分與外界的熱交換對整個氣團沒有明顯影響，氣團在上升過程中可看成是一定質量理想氣體的絕熱膨脹，設氣團在上升過程中，由狀態Ⅰ(p₁、V₁、T₁)絕熱膨脹到狀態Ⅱ(p₂、V₂、T₂) 。倘若該氣團由狀態Ⅰ(p₁、V₁、T₁)作等溫膨脹到Ⅲ(p₃、V₃、T₃)，試回答：
(1)下列判斷正確的是

A．p3<p1

B．p3<p2

C．T1>T2

D．T1<T2

(2)若氣團在絕熱膨脹過程中對外做的功為W₁，則其內能變化ΔE₁=_______________；若氣團在等溫膨脹過程中對外做的功為W₂，則其內能變化ΔE_,2=______________。
(3)氣團體積由V₁變化到V₂時，求氣團在變化前后的密度比和分子間平均距離之比。

Answer 1

(1)AC(2)-W₁   0(3)V₂/V₁   

(1)氣團在上升過程中，由狀態Ⅰ(p₁、V₁、T₁)絕熱膨脹到狀態Ⅱ(p₂、V₂、T₂)，對外做功，內能減小，溫度降低，T₁>T₂，選項C正確；氣團由狀態Ⅰ(p₁、V₁、T₁)作等溫膨脹到Ⅲ(p₃、V₃、T₃)，體積增大，壓強減小，p₃<p₁.選項A正確。
(2)若氣團在絕熱膨脹過程中對外做的功為W₁，由熱力學第一定律，則其內能變化ΔE₁= - W₁；若氣團在等溫膨脹過程中對外做的功為W₂，則其內能變化ΔE_,2=0。
(3)氣體密度ρ=m/V，氣團體積由V₁變化到V₂時，
氣團在變化前后的密度比=.
設分子之間平均距離為d，氣體分子數N，則所有氣體體積V=Nd³，
氣團在變化前后的分子間平均距離之比=。