题目内容
在如图所示的p-V图象中,一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时,从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功300J,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200J.求:
(1)过程I中气体的内能是增加还是减少?变化了多少?
(2)过程II中气体是吸收还是放出热量?热量是多少?
【答案】分析:(1)根据热力学第一定律△U=W+Q,由题Q=420J,W=-300J,求出△U,来分析过程I中气体的内能变化.
(2)内能是状态量,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,内能变化量与状态A经过程I变至状态B时相反.再由热力学第一定律△U=W+Q分析吸放热.
解答:解:(1)由题Q=420J,W=-300J,根据热力学第一定律得
△U=W+Q=120J,即过程I中气体的内能增加120J.
(2)内能是状态量,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,△U′=-△U=-120J,
外界压缩气体做功200J,W′=200J,则根据热力学第一定律得
△U′=W′+Q′
得到Q′=△U′-W′=-120J-200J=-320J
即气体放出热量320J
答:(1)过程I中气体的内能是增加120J;
(2)过程II中气体是放出热量320J.
点评:本题是热力学第一定律的应用问题,实际上是能量守恒定律的具体应用.对于△U、W、Q三个量的符合法则要理解基础上记忆:凡使气体内能增加的量,均为正值.
(2)内能是状态量,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,内能变化量与状态A经过程I变至状态B时相反.再由热力学第一定律△U=W+Q分析吸放热.
解答:解:(1)由题Q=420J,W=-300J,根据热力学第一定律得
△U=W+Q=120J,即过程I中气体的内能增加120J.
(2)内能是状态量,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,△U′=-△U=-120J,
外界压缩气体做功200J,W′=200J,则根据热力学第一定律得
△U′=W′+Q′
得到Q′=△U′-W′=-120J-200J=-320J
即气体放出热量320J
答:(1)过程I中气体的内能是增加120J;
(2)过程II中气体是放出热量320J.
点评:本题是热力学第一定律的应用问题,实际上是能量守恒定律的具体应用.对于△U、W、Q三个量的符合法则要理解基础上记忆:凡使气体内能增加的量,均为正值.
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