Physic Labs

第 2 题

n 摩尔单原子理想气体装在无摩擦活塞气缸中,绝对温度 T 保持不变。气体与温度为 T 的热源始终热平衡,从体积 V₁ 缓慢可逆膨胀至 V₂>V₁;气体常数为 R。 (a) 写出状态方程并计算气体所做的功。(b) 规定气体对外做功为正,求 ΔU 和吸收热 Q。(c) 说明为何此等温过程中 ΔU 不依赖原子种类。 全题使用 SI 单位,并按题述采用理想模型。列方程时说明符号约定,最终结果保留单位。 以下符号均表示题中定义的物理量;只有在条件允许时才使用质量、电荷、能量等守恒关系。各小问依次建立在前问结果之上,题目没有给数值的量应保留为符号表达式。处理运动时说明方向,处理电路时说明电流方向,处理波动时说明相位差定义。不要擅自加入理想模型以外的效应,并用单位和极限情况检查最终结果。 解题时先明确研究对象、初始状态和过程约束,再选择相应的守恒定律或运动方程;不能混用不同阶段的条件。结果应由题目给定参数确定,并满足所述理想条件。 给出公式时保留符号定义,并在适用范围内说明边界情形。
V2>V1⇒W,Q>0;units nRT=JV_2>V_1 \Rightarrow W,Q>0; \text{units nRT=J}
problems.proof.analysis

按问题顺序汇总结果。量纲和物理符号可独立检验;虽不能替代推导,却能发现代数错误。