Question

（選做，適合選修3-3的同學(xué)）注意觀察的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，用來制冷的空調(diào)室內(nèi)機(jī)通常掛在高處，而用來取暖的暖氣片卻安裝在較低處，這是由于要利用熱空氣密度小而冷空氣密度大來形成對(duì)流的緣故．請(qǐng)你解釋，為什么熱空氣密度小而冷空氣密度大？將一氫氣球放飛，隨著氣球高度的不斷增大，若高空氣壓不斷降低，氣球的體積也不斷增大，而溫度基本不變．請(qǐng)問在此過程中其能量是怎樣轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的？

Answer 1

分析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程分析氣體熱脹冷縮的原因，根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷內(nèi)能的改變情況．

解答：解：氣體熱脹冷縮的原因：等壓變化，根據(jù)蓋?呂薩克定律

V

T

=C可知，對(duì)于質(zhì)量一定的氣體，在壓強(qiáng)一定的情況下，溫度越高，體積越大，故密度越小．
氣球等溫變化，根據(jù)玻意耳定律PV=C，氣體膨脹對(duì)外做功；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功，故一定會(huì)吸收熱量；
答：（1）根據(jù)蓋?呂薩克定律可知，對(duì)于質(zhì)量一定的氣體，在壓強(qiáng)一定的情況下，溫度越高，體積越大，故密度越小．（2）氣球要不斷從外界吸熱，將吸取的能量用來不斷對(duì)外做功．

點(diǎn)評(píng)：本題第一問關(guān)鍵根據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律分析；第二問關(guān)鍵根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程分析，不難．