物理等容变化试题及答案

物理等容变化试题及答案
一、选择题
1. 在等容过程中，下列哪项物理量保持不变？
A. 温度
B. 体积
C. 压力
D. 内能
答案：B
2. 根据理想气体定律，当气体体积不变时，下列哪项说法是正确的？
A. 温度升高，压力降低
B. 温度升高，压力升高
C. 温度降低，压力升高
D. 温度降低，压力降低
答案：B
二、填空题
3. 在等容过程中，若气体的初始温度为T1，最终温度为T2，且体积保持不变，则气体的内能变化量为______。

答案：(T2 - T1) * Cv
4. 理想气体在等容过程中，若初始压力为P1，最终压力为P2，气体常数为R，气体摩尔数为n，则气体的最终温度为______。

答案：(P2 / P1) * T1
三、计算题
5. 一个封闭容器内的气体在等容过程中，从300K加热到500K。

如果气体的摩尔数为1mol，气体常数R为8.314 J/(mol·K)，求气体在该过程中所做的功。

答案：0 J
6. 一个理想气体在等容过程中，从初始状态P1=1 atm，V1=2 L变化到最终状态P2=2 atm，V2=2 L。

求气体在该过程中吸收的热量，假设气体的摩尔数为1mol，气体常数R为0.0821 L·atm/(mol·K)。

答案：5.76 kJ
四、简答题
7. 描述等容过程中气体的热力学特性，并解释为什么在等容过程中气体不对外做功。

答案：在等容过程中，气体的体积保持不变，因此气体不对外做功。

根据热力学第一定律，ΔU = Q - W，其中ΔU是内能的变化，Q是吸收的热量，W是对外做的功。

因为W=0，所以ΔU = Q，即气体吸收的热量全部转化为内能的增加。

8. 为什么在等容过程中，理想气体的温度升高会导致压力升高？
答案：根据理想气体定律PV=nRT，其中P是压力，V是体积，n是摩尔数，R是气体常数，T是温度。

在等容过程中，V和n保持不变，当温度T升高时，为了保持等式平衡，压力P必须相应地升高。