如图51所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面积为S.活塞重为G,大气压强为p0.若活塞固定,密封气体温度升高1 ℃,需吸收的热量为Q1;若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高1 ℃,需吸收的热量为Q2.
图51
问Q1和Q2哪个大些?气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同?
【导学号:30110069】
【解析】 设密闭气体温度升高1 °C,内能的增量为ΔU,则有
ΔU=Q1①
ΔU=Q2+W②
因气体体积膨胀,W<0,故Q1<Q2
由此可见,质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同,所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的.
【答案】 Q1<Q2 见解析
应用热力学定律和能量守恒时的步骤
(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化.
(2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式.
(3)列出能量守恒方程:ΔE减=ΔE增.
热力学第二定律及其应用