Question

5．一定质量的理想气体，其中两条等温线a、b如图所示，已知T_a=T₀，气体状态沿图中箭头从A点经由B点变换到C₀，求：
①T_b=？
②状态变化全过程是吸热还是放热？Q=？

Answer 1

分析 ①气体由A到B发生等压变化，由盖-吕萨克定律列方程即可求解
②先求从A到B过程中外界对气体所做的功，再根据热力学第一定律求解Q

解答 解：①由图象知由A到B是气体等压变化过程，由盖-吕萨克定律
$\frac{{V}_{a}^{\;}}{{T}_{a}^{\;}}=\frac{{V}_{b}^{\;}}{{T}_{b}^{\;}}$
代入数据解得${T}_{b}^{\;}=2{T}_{0}^{\;}$
②设整个过程中外界对气体做功为W，且只在A到B的过程外界对气体做功，则
W=2p（V-2V）=-2pV
由于初态和末态气体温度相同，那么气体内能变化为0，有
W+Q=0
解得：Q=2pV
所以气体吸热，吸收的热量为2pV
答：①T_b=$2{T}_{0}^{\;}$
②状态变化全过程是吸热，Q=2pV

点评 本题考查气体实验定律与热力学第一定律的综合应用，关键是要注意等压过程气体做功根据W=p△V计算，同时注意热力学第一定律的符号法则．