Question

3．一定质量的理想气体由状态A→B→C变化，其有关数据如图所示．已知状态A、C的温度均为27℃，求：
①该气体在状态B的温度；
②上述过程气体从外界吸收的热量．

Answer 1

分析 ①气体由状态A到状态B发生等容变化，由查理定律可求出状态B的温度；
②先求出气体对外做的功，根据热力学第一定律即可求解气体从外界吸收的热量；

解答 解：因为状态A、C的温度均为27℃，${T}_{A}^{\;}={T}_{C}^{\;}=273+27=300K$
①状态A到状态B为等容变化
$\frac{{p}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}$
代入数据$\frac{5×1{0}_{\;}^{5}}{300}=\frac{2×1{0}_{\;}^{5}}{{T}_{B}^{\;}}$
得：T_B=120K      
即为：${t}_{B}^{\;}=-153℃$                            
②状态A到状态B为等容过程，外界对气体不做功；
状态B到状态C：
W=-p_B（V_C-V_B）=-2×10⁵×（2.5-1.0）J=-3×10⁵ J
T_A=T_C，△U=0
由热力学第一定律
△U=Q+W
代入数据得Q=3×10⁵ J  即气体从外界吸收热量为3×10⁵ J
答：①该气体在状态B的温度为-153℃；
②上述过程气体从外界吸收的热量为$3×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$

点评 本题考查了求气体温度、气体吸热与放热情况，分析清楚图示图象，判断出气体状态变化过程求出气体的状态参量是解题的前提与关键，应用查理定律与热力学第一定律可以解题．