Question

14．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：
①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？
③该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

Answer 1

分析 ①根据图象可知：A→B等容变化，由查理定律即可求出B状态温度；B→C等压变化，由盖吕萨克定律即可求出C状态温度；
②比较AC两状态的温度，从而判断气体内能的变化；
③比较AC两状态的体积可判断W的正负，再根据可根据热力学第一定律即可解决问题．

解答 解；①对于理想气体由图象可知：A→B等容变化，由查理定律得：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{{P}_{B}}{{T}_{B}}$
代入数据得：T_B=100K…①
又：T=273+t…②
①②得：t_B=-173℃
 B→C等压变化，由盖吕萨克定律得  $\frac{{V}_{B}}{{T}_{B}}=\frac{{V}_{C}}{{T}_{C}}$
代入数据得：T_C=300K…③
联立②③得：t_C=27℃
②A到状态C体积增大，对外做功，即W＜0，T_A=T_C，所以，A到状态C的过程中内能变化量为0．
③由热力学第一定律得：Q＞0，所以A→C的过程中是吸热．
吸收的热量Q=W=P△V=1×10⁵×（3×10^-3-1×10^-3）J=200J
答：①B、C时的温度分别为-173℃，27℃
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是0；
③A到状态C的过程中吸热，吸了200J．

点评 解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件，正确判断出气体变化过程，合理选取气体实验定律解决问题；对于内能变化．牢记温度是理想气体内能的量度，与体积无关．