Question

14．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示．已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃．則：
①該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃？
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大？
③該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖象可知：A→B等容變化，由查理定律即可求出B狀態(tài)溫度；B→C等壓變化，由蓋呂薩克定律即可求出C狀態(tài)溫度；
②比較AC兩狀態(tài)的溫度，從而判斷氣體內(nèi)能的變化；
③比較AC兩狀態(tài)的體積可判斷W的正負，再根據(jù)可根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可解決問題．

解答 解；①對于理想氣體由圖象可知：A→B等容變化，由查理定律得：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{{P}_{B}}{{T}_{B}}$
代入數(shù)據(jù)得：T_B=100K…①
又：T=273+t…②
①②得：t_B=-173℃
 B→C等壓變化，由蓋呂薩克定律得  $\frac{{V}_{B}}{{T}_{B}}=\frac{{V}_{C}}{{T}_{C}}$
代入數(shù)據(jù)得：T_C=300K…③
聯(lián)立②③得：t_C=27℃
②A到狀態(tài)C體積增大，對外做功，即W＜0，T_A=T_C，所以，A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能變化量為0．
③由熱力學(xué)第一定律得：Q＞0，所以A→C的過程中是吸熱．
吸收的熱量Q=W=P△V=1×10⁵×（3×10^-3-1×10^-3）J=200J
答：①B、C時的溫度分別為-173℃，27℃
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是0；
③A到狀態(tài)C的過程中吸熱，吸了200J．

點評 解決氣體問題的關(guān)鍵是挖掘出隱含條件，正確判斷出氣體變化過程，合理選取氣體實驗定律解決問題；對于內(nèi)能變化．牢記溫度是理想氣體內(nèi)能的量度，與體積無關(guān)．