题目内容
14.一定质量的理想气体从A状态变化B状态再变化到C状态,其状态变化过程的p-V图象如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27℃.求:(1)该气体在状态B和C时的温度;
(2)该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
分析 (1)状态A到B发生等容变化,由查理定律求出状态B的温度;根据理想气体状态方程求状态C的温度;
(2)比较AC两状态的温度,从而判断气体内能的变化,比较AC两状态的体积可判断W的正负,再根据可根据热力学第一定律即可解决问题.
解答 解:(1)对一定质量的理想气体,由$\frac{{p}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}$
代入数据$\frac{2.0×1{0}_{\;}^{5}}{273+27}=\frac{4.0×1{0}_{\;}^{5}}{{T}_{B}^{\;}}$
解得:${T}_{B}^{\;}=600K$,${t}_{B}^{\;}=327℃$
由$\frac{{p}_{A}^{\;}{V}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{C}^{\;}{V}_{C}^{\;}}{{T}_{C}^{\;}}$
即:$\frac{2.0×1{0}_{\;}^{5}×4.0×1{0}_{\;}^{-3}}{300}$=$\frac{4.0×1{0}_{\;}^{5}×2.0×1{0}_{\;}^{-3}}{{T}_{C}^{\;}}$
解得:${T}_{C}^{\;}=300K$,即${t}_{C}^{\;}=27℃$
(2)由于${T}_{A}^{\;}={T}_{C}^{\;}$,一定质量理想气体在状态A和状态C内能相等,△U=0
从A到B气体体积不变,外界对气体做功为0,从B到C气体体积减小,外界对气体做正功,由p-V图线与横轴所围矩形的面积可得:
$W={p}_{C}^{\;}({V}_{B}^{\;}-{V}_{C}^{\;})$=$4.0×1{0}_{\;}^{5}×(4.0×1{0}_{\;}^{-3}-2.0×1{0}_{\;}^{-3})$=$8×1{0}_{\;}^{2}J$
由热力学第一定律△U=W+Q
可得$Q=-8×1{0}_{\;}^{2}J$,即气体向外界放出热量
答:(1)该气体在状态B的温度为327℃,状态C时的温度为27℃;
(2)该气体从状态A经B再到C的全过程中是放热,传递的热量是$8×1{0}_{\;}^{2}J$
点评 解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件,正确判断出气体变化过程,合理选取气体实验定律解决问题;对于内能变化.牢记温度是理想气体内能的量度,与体积无关.
A. | 4×10-3m3 | B. | 5×10-3m3 | C. | 2×10-3m3 | D. | 1×10-3m3 |
A. | 重力做功为100J,重力势能减小了100J | |
B. | 重力做功为-100J,重力势能增加了100J | |
C. | 重力做功为1 000J,重力势能减小了1 000J | |
D. | 重力做功为-1 000J,重力势能增加了1 000J |
A. | 如果两图中的P、Q都做匀速运动,则两图中P均受摩擦力,方向与F方向相同 | |
B. | 如果两图中的P、Q都做匀速运动,则甲图中P不受摩擦力,乙图中P受摩擦力,方向和F方向相同 | |
C. | 如果两图中的P、Q都做加速运动,则两图中P均受摩擦力,方向与F方向相同 | |
D. | 如果两图中的P、Q都做加速运动,则甲图中P受的摩擦力方向与F方向相反,乙图中P受的摩擦力方向与F方向相同 |
A. | 该物体上升的时间为10s | |
B. | 该火星表面的重力加速度为1.6m/s2 | |
C. | 该物体被抛出时的初速度为50m/s | |
D. | 该物体落到火星表面时的速度为16m/s |