Question

16．一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．问：
（ⅰ）已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；
（ⅱ）试判断气体在状态B、C的温度是否相同．如果知道气体在状态C时的温度T_C=300K，则气体在状态A时的温度为多少．

Answer 1

分析 （ⅰ）利用等压过程做功公式W=p△V求出做功，再根据题给内能的改变量，根据热力学第一定律，即可求出从A到B气体吸收或放出的热量；
（ⅱ）根据玻意耳定律即可判断出气体在状态B、C的温度是否相同；利用理想气体的状态方程，即可求出在状态C时的温度T_C=300K时，气体在状态A时的温度．

解答 解：（ⅰ）从A到B，外界对气体做功：W=p△V=15×10⁴×（8-2）×10^-3J=900J
根据热力学第一定律：△U=W+Q
所以：Q=△U-W=-1200J
故气体放热1200J
（ⅱ）由图可知：p_BV_B=p_CV_C，所以：T_B=T_C
根据理想气体状态方程有：$\frac{{p}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{p}_{C}{V}_{C}}{{T}_{C}}$
代入图中数据可得：T_A=1200K
答：（ⅰ）从A到B气体放出的热量，放出的热量为1200J；
（ⅱ）气体在状态A时的温度为1200K．

点评 本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的综合应用，关键是要能根据图象知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负．