Question

3．利用燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的能量對(duì)外做功的機(jī)器叫熱機(jī)．熱機(jī)是依靠由某些熱力學(xué)過(guò)程組成的特定熱力學(xué)循環(huán)進(jìn)行工作的．如圖所示的p-V圖表示的是某一熱機(jī)的循環(huán)圖．一定質(zhì)量的氣體（可看成理想氣體）由狀態(tài)2經(jīng)過(guò)狀態(tài)l至狀態(tài)4，氣體對(duì)外做功280J，吸收熱量410J；氣體又從狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)3回到狀態(tài)2，這一過(guò)程中外界對(duì)氣體做功200J．求：
（1）2-l-4過(guò)程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？
（2）4-3-2過(guò)程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）2一l一4過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功280 J，則W₁=一280 J，氣體吸收熱量410 J，則Q₁=410 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可得出內(nèi)能的變化量；
（2）4-3-2過(guò)程中與2-l-4過(guò)程中氣體內(nèi)能變化量之和為零，即$△{U}_{1}^{\;}=-△{U}_{2}^{\;}$，然后由熱力學(xué)第一定律即可求解此過(guò)程中吸放熱情況

解答 解：（1）2一l一4過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功280 J，則W₁=一280 J，氣體吸收熱量410 J，則Q₁=410 J     
由熱力學(xué)第一定律有：△U=W₁+Q₁=130J      
故在2一l一4的過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加，增加量為130 J 
（2）4-3-2過(guò)程中氣體內(nèi)能的變化量為△U=-130 J
同題知，此過(guò)程中外界對(duì)氣體做功200 J，則W₂=200 J    
由熱力學(xué)第一定律有：△U=W₂+Q₂=-130J     
解得Q₂=-330 J
故在4-3-2的過(guò)程中氣體放熱
放出的熱量為330 J   
答：（1）2-l-4過(guò)程中氣體的內(nèi)能是增加，變化量是130J
（2）4-3-2過(guò)程中氣體放熱，放出的熱量是330J

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用，必須注意在應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)公式中各物理量的符號(hào)法則，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)．