Question

如图所示，一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C．在状态C时气体的体积V=3.0×10^-3 m³，温度与状态A相同．求气体：
①在状态B时的体积；
②在整个过程中放出的热量．

Answer 1

【答案】分析：（1）气体由状态B到状态C，发生了等压过程，根据查理定律求解气体在状态B时的体积；
（2）A、C状态温度相同，气体的内能相同．A到B过程体积不变，气体不做功，B到C过程，体积减小，外界对气体做功，根据W=P△V求出此过程外界对气体做功，再热力学第一定律求解整个过程中放出的热量．
解答：解：①由题，气体由状态B到状态C，发生了等压过程，根据查理定律得
   
则 V_B==m³=5×10^-3m³
②由题，A、C两状态温度，则气体的内能相同，即有△U=0．
A→B过程，气体发生了等容变化，体积不变，气体不做功；
B→C过程，气体的体积减小，外界对气体做功为W=P△V=P（V_B-V_C）=3×10⁵（5-3）×10^-3J=600J
根据热力学第一定律△U=Q+W得
   Q=△U-W=0-600J=-600J．即在整个过程中放出的热量600J．
答：①在状态B时的体积是5×10^-3m³；
②在整个过程中放出的热量是600J．
点评：本题首先要根据气体的状态变化过程，明确每个过程遵守的规律；其次根据等压变化过程，求出气体做功，由热力学第一定律求得放出热量．