题目
理想气体的定温可逆膨胀体系做的功最 __ 定温可逆压缩过程环境-|||-做的功最 __

题目解答
答案

解析
本题考查理想气体定温可逆过程中功的计算及比较,解题思路是先明确理想气体定温可逆过程功的计算公式,再通过分析公式来比较不同过程中体系做功和环境做功的大小。
1. 理想气体定温可逆过程功的计算公式
对于理想气体的定温可逆过程,体系对外做功 $W$ 的计算公式为:
$W = -nRT\ln\frac{V_2}{V_1}$
其中 $n$ 是气体的物质的量,$R$ 是理想气体常数,$T$ 是热力学温度,$V_1$ 是初始体积,$V_2$ 是终态体积。
2. 定温可逆膨胀过程
在定温可逆膨胀过程中,气体体积增大,即 $V_2 > V_1$,那么 $\frac{V_2}{V_1}>1$,$\ln\frac{V_2}{V_1}>0$。
根据功的计算公式 $W = -nRT\ln\frac{V_2}{V_1}$,可知 $W<0$,负号表示体系对外做功。
因为 $\frac{V_2}{V_1}$ 越大,$\ln\frac{V_2}{V_1}$ 越大,$\vert W\vert=nRT\ln\frac{V_2}{V_1}$ 就越大,也就是体系对外做的功越大。
3. 定温可逆压缩过程
在定温可逆压缩过程中,气体体积减小,即 $V_2 < V_1$,那么 $0<\frac{V_2}{V_1}<1$,$\ln\frac{V_2}{V_1}<0$。
根据功的计算公式 $W = -nRT\ln\frac{V_2}{V_1}$,可知 $W>0$,正号表示环境对体系做功。
因为 $\frac{V_2}{V_1}$ 越小,$\ln\frac{V_2}{V_1}$ 越小,$W=-nRT\ln\frac{V_2}{V_1}$ 就越大,也就是环境对体系做的功越大。