Question

5．一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程，该过程每个状态视为平衡态．已知A态的温度为27℃．求：
（1）状态B的温度T_B；
（2）一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少？是吸热还是放热？

Answer 1

分析 （1）由图象可知AB两个状态的体积，且由A到B做等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；
（2）从A态又回到A态的过程温度不变，所以内能不变，根据热力学定律列式求解

解答 解：（1）已知V_A=3L，V_A=4L，T_A=300K
A到B等压变化，由盖•吕萨克定律：$\frac{V_A}{T_A}=\frac{V_B}{T_B}$
代入数据解得：T_B=400K  
即：t=127℃
（2）从A态又回到A态的过程温度不变，所以内能不变．
A到B气体对外做功：W₁=p_A△V=-100J
C到D外界对气体做功：W₂=p_C△V=75J
一次循环中外界对气体做的总功：W=W₁+W₂=-25J
由热力学第一定律：△U=W+Q
解得：Q=25J                               
Q为正，表示吸热                          
答：（1）B态的温度T_B为127℃．
（2）一次循环过程气体与外界的热交换Q为25J，是吸热

点评 本题是理想气体状态方程和热力学第一定律的综合应用．运用热力学第一定律时，注意做功W和热量Q的符号，对外做功和放热为负的，对气体做功和吸热为正．