Question

一定質量的某種氣體，當它的壓強變為原來的3倍，體積減小為原來的一半時，其熱力學溫度變為原來的多少？試從壓強和溫度的微觀意義進行說明。

Answer 1

解：從壓強和溫度的微觀意義對上述結果進行說明：從微觀角度看，氣體的壓強大小跟兩個因素有關：一個是氣體分子的平均動能；一個是氣體分子的密集程度，當體積減小為原來的一半時，氣體分子的密集程度變為原來的2倍，這時氣體的壓強相應的變為原來的2倍，但還不能滿足題意（題目要求壓強變為原來的3倍），這時，只能從另外一個因素考慮，即增加氣體分子的平均動能。而氣體分子的平均動能是由溫度來決定的，即應升高溫度。根據計算，氣體的熱力學溫度應變為原來的1.5倍，這時壓強便在兩個因素（體積減小——分子密集程度增大，溫度升高——分子的平均動能增大）的共同作用下變為原來的3倍
設原來氣體的壓強為P₀、體積為V₀、熱力學溫度為T₀，則末狀態壓強變為3P₀、體積變為
由理想氣體的狀態方程，得