Question

一定质量的某种理想气体从状态A开始按图18所示的箭头方向经过状态B达到状态C，已知气体在A状态时的体积为1.5L，求：
①气体在状态C时的体积；
②说明A→B、B→C两个变化过程是吸热还是放热，并比较A→B、B→C两个过程中热量的大小．

Answer 1

分析：（1）由图象可知，由A到C等温变化，利用玻意耳定律即可求解V_C
（2）由A→B等压变化，且温度升高，所以气体内能增大，体积也增大，即气体对外做功，W＜0，由热力学第一定律即可判断是吸热还是放热；同理可分析B→C的过程．

解答：解：①由图象可知，A至C过程为等温变化，由玻意耳定律得P_AV_A=P_CV_C…①
代入数据解得：V_C=2L…②
②A→B过程等压变化，且T_B＞T_A，所以气体内能增大，即△U＞0；体积也增大，气体对外做功，即W＜0，由△U=W+Q得：Q＞0，即此过程吸热；
B→C过程等容变化，气体不做功，即W=0，温度降低，所以气体是内能减小，即△U＜0，由△U=W+Q得：Q＜0，即此过程放热．
由于T_A=T_C，所以A→B过程内能增加量等于B→C过程内能的减少量，故A→B过程吸收的热量大于B→C过程放出的热量．
答：①气体在状态C时的体积为2L；
②A→B是吸热、B→C过程放热，且A→B过程吸收的热量大于B→C过程放出的热量．

点评：要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．
运用△U=Q+W来分析问题时，必须理解表达式的物理意义，掌握它的符号法则