Question

選修3-31 在某地煤礦坑道搶險(xiǎn)中，急需將某氧氣瓶中的氧氣分裝到每個(gè)小氧氣袋中，已知該氧氣瓶容積為25升，內(nèi)部壓強(qiáng)為4.0×l0⁵Pa，分裝好的氧氣袋中壓強(qiáng)為1.0×l0⁵Pa分裝過程中氣體溫度保持不變，氧氣可視為理想氣體，假設(shè)能將瓶中氧氣全部分裝剄各氧氣袋中而不剩余，并且各氧氣袋的壓強(qiáng)剛好達(dá)到要求．
①分裝氧氣過程中，已知外界對氧氣做功2.0×l0⁴J，分析該過程氧氣吸放熱情況及多少．
②求分裝后氧氣的總體積．
③請?jiān)诖痤}紙上作出該過程的P-

1

V

圖．

Answer 1

分析：（1）理想氣體的分子勢能不計(jì)，而溫度是分子平均動能的標(biāo)志；已知外界對氧氣做的功，則由熱力學(xué)第一定律可求得氧氣吸放熱的情況；
（2）由玻意耳定律可求得分裝后氧氣的總體積；
（3）等溫變化的P-

1

V

曲線是過原點(diǎn)的直線，在圖中作出以上兩點(diǎn)，連線即可得出圖象．

解答：解：（1）因分裝氧氣過程中溫度不變，則內(nèi)能不變，即△U=0，外界對氣體做功W=2.0×10⁴J；
由熱力學(xué)第一定律可得：
△U=W+Q
解得Q=-W=-2.0×10⁴J，負(fù)號表示氧氣放出熱量；
即氣體放出2.0×10⁴J的熱量；
（2）分裝前P₁=4.0×l0⁵Pa；V=25L
分裝后P₂=1.0×l0⁵Pa；
則由玻意耳定律得：P₁V₁=P₂V₂
解得V₂=100L；
分裝后的總體積為100L；
（3）以P為縱坐標(biāo)，

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V

為橫坐標(biāo)作出直角坐標(biāo)系，因溫度不變，P=

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V

TC，

點(diǎn)評：本題為選修3-3中的熱學(xué)內(nèi)容，因?yàn)槭沁x修題所以一般難度不大，但考查內(nèi)容較多，應(yīng)將熱學(xué)中的各知識點(diǎn)熟練掌握．