Question

10．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體按p-T圖象中箭頭方向，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的體積為33.6L．
（1）從狀態(tài)A沿圖中箭頭變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體是吸熱還是放熱？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．
（2）氣體在狀態(tài)C的體積是多少？
（3）已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×10²³mol^-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，即壓強(qiáng)p₀=1.0×10⁵Pa、溫度為0℃時(shí)，任何氣體的摩爾體積都為22.4L，問(wèn)該氣體的分子個(gè)數(shù)為多少？（結(jié)果取一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）從A到B的過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積變大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體的內(nèi)能的變化；
（2）A、C兩個(gè)狀態(tài)的溫度相同，根據(jù)玻意耳定意可以求得體積的大��；
（3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程先計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，在計(jì)算分子的個(gè)數(shù)．

解答 解：（1）氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程為等壓變化，由蓋•呂薩克定律可知，氣體溫度升高，體積增大．由于氣體在對(duì)外做功的同時(shí)內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知該過(guò)程吸熱．
（2）A、C兩個(gè)狀態(tài)的溫度相同，根據(jù)玻意耳定律得：p_AV_A=p_CV_C…①
解得：V_C=67.2L…②
（3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{{p_A}{V_A}}}{T_A}=\frac{{{p_0}{V_0}}}{T_0}$…③
其中T₀=273K，所以氣體的分子個(gè)數(shù)：$n=\frac{V_0}{{{V_{mol}}}}{N_A}$…④
解得：n=5×10²⁴個(gè)…⑤
答：（1）吸熱；
（2）氣體在狀態(tài)C的體積是67.2升；
（3）氣體的分子個(gè)數(shù)5×10²⁴個(gè)．

點(diǎn)評(píng) 以封閉的氣體為研究對(duì)象，找出氣體變化前后的狀態(tài)參量，利用氣體的狀態(tài)方程計(jì)算即可．