题目内容

18.如图,一定质量的理想气体,由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则(  )
A.Tb>Tc,Qab>QacB.Tb>Tc,Qab<QacC.Tb=Tc,Qab>QacD.Tb=Tc,Qab<Qac

分析 状态B和C的体积从图中可得知,且已知状态C的温度,从B到C是等压变化,由气体状态方程可得出状态B时的温度;
因状态A和状态C的温度相同,所以这两种状态下内能相同,从而可知A到B和B到C的过程中内能的变化大小相同,这两个过程是一个不做功,一个对外做功,结合热力学第一定律可知结果.

解答 解:设气体在a状态时的温度为Ta,由图可知:VC=Va=V0、Vb=2V0=2Va
①从a到b是等压变化:$\frac{{V}_{a}}{{T}_{a}}=\frac{{V}_{b}}{{T}_{b}}$
解得:Tb=2Ta
从a到c是等容变化:$\frac{{P}_{a}}{{T}_{a}}=\frac{{P}_{c}}{{T}_{c}}$,由于Pc=2P0=2Pa
解得:Tc=2Ta
所以:Tb=Tc
②因为从a到c是等容变化过程,体积不变,气体不做功,故a→c过程增加的内能等于a→c过程吸收的热量;而a→b过程体积增大,气体对外做正功,由热力学第一定律可知a→b过程增加的内能大于a→c过程吸收的热量,Qac<Qab
故选:C.

点评 该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用,利用气体状态方程解决问题时,首先要确定气体状态和各状态下的状态参量,选择相应的气体变化规律解答;在利用热力学第一定律解决问题时,要注意气体的做功情况,区分对内做功和对外做功,同时要注意区分吸热还是放热.

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