题目
1mol单原子理想气体,从p 1 =202650Pa,T 1 =273K,经p/T=常数的途径加热使压力增加到 p 2 =405300Pa则体系做的功为()A. 大于零B. 小于零C. 零D. 无法确定
1mol单原子理想气体,从p 1 =202650Pa,T 1 =273K,经p/T=常数的途径加热使压力增加到 p 2 =405300Pa则体系做的功为()
A. 大于零
B. 小于零
C. 零
D. 无法确定
题目解答
答案
C. 零
解析
考查要点:本题主要考查理想气体在特定过程中的做功计算,关键在于识别过程类型并应用相应的公式。
解题核心思路:
- 确定过程类型:题目中给出过程满足$p/T = \text{常数}$,结合理想气体状态方程$pV = nRT$,推导出体积$V$是否变化。
- 判断做功性质:若体积不变(等容过程),则气体对外做功为零;若体积变化,则需进一步计算。
破题关键点:
- 推导体积是否变化:通过$p/T = \text{常数}$与理想气体方程联立,得出体积恒定的结论。
- 等容过程的特性:等容过程中体积变化量$dV = 0$,因此气体不做功($W = 0$)。
步骤1:分析过程类型
已知过程满足$p/T = \text{常数}$,设常数为$k$,则$p = kT$。
将$p = kT$代入理想气体方程$pV = nRT$,得:
$kT \cdot V = nRT \implies V = \frac{nR}{k}.$
由于$k$为常数,且$n=1\ \text{mol}$,因此体积$V$保持不变,过程为等容过程。
步骤2:计算做功
等容过程中体积无变化($dV = 0$),气体对外做功为:
$W = \int_{V_1}^{V_2} p \, dV = 0.$
因此,体系做的功为零。