2011浙江自选模块物理热学吸盘是由橡胶制成的一种生活用品,其上固定有挂钩用于悬挂物体如图所示,现有一吸盘,其圆形盘面的半径为2.0×10-2m3,当其与天花板轻轻接触时,吸盘与天花板所围容

Question

2011浙江自选模块物理热学
吸盘是由橡胶制成的一种生活用品,其上固定有挂钩用于悬挂物体如图所示,现有一吸盘,其圆形盘面的半径为2.0×10-2m3,当其与天花板轻轻接触时,吸盘与天花板所围容积为1.0×10-5m3；按下吸盘时,吸盘与天花板所围面积为2.0×10-6m3,盘内气体可看作与大气相通,大气压强为P0=1.0×10-5m3Pa.设在吸盘恢复原状过程中,盘面与天花板之间紧密接触,吸盘内气体初态温度与末态温度相同.不计吸盘的厚度及吸盘与挂钩的重量.
（3）请判断在吸盘恢复原状态过程中气体是吸热还是放热,并简述理由.
吸热.理由是：初态与末态温度相同,表示气体内能不变,恢复原状态使气体体积增大,气体对外做功,有热力学第一定律可知,气体需要吸热.
为什么初态与末态温度相同,表示气体内能不变?
为什么恢复原状态使气体体积增大,气体对外做功?

Answer 1

首先理想气体的内能只与温度有关,题中说温度相同,那么内能就相同,气体体积增大,因为气体在吸盘内,力是向着外的,正好吸盘运动方向也是向外,所以气体对吸盘做正功,也就是气体把自己的能量一部分用来做功了,那么为什么最后内能不变呢,就是因为吸热了,也就是吸收热量来弥补对外做功的损失