第 2 题
一摩尔单原子理想气体初温为绝对温度 ，在恒压过程中加热至 。记气体常数为 ，假设全过程保持热力学平衡且无相变。规定 为气体对外做功， 表示气体吸热，故第一定律写为 。(a) 用状态方程求体积变化和功。(b) 根据分子自由度计算内能变化。(c) 求热量并检查符号，说明热量如何分配为内能增加和对外做功。 恒压条件下，状态方程表明体积随绝对温度成比例增加。单原子理想气体的内能来自三个平动自由度；吸收的热量一部分增加内能，另一部分用于膨胀做功，所以恒压热容大于定容热容。全过程升温，因此各项能量变化的符号应相互一致。 解答需明确说明所用条件，并区分各项的物理意义；检查各式量纲后，还要在题目假设适用的范围内判断结果是否合理。 推导时保持符号约定一致，最终结果还应能由相应的守恒关系或基本定律直接验证。 同时检查所得方向与大小是否符合题设的物理图景。
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气体受热膨胀，因此做功、内能变化和吸收热量均为正。 过程保持恒压并采用理想气体模型。