Question

8．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時的溫度為-3℃，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖，求：
①該氣體在狀態(tài)B時的溫度；
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量．

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖象可知：A→B等容變化，由查理定律即可求出B狀態(tài)溫度；
②B→C等壓變化，由蓋呂薩克定律即可求出C狀態(tài)溫度；比較AC兩狀態(tài)的溫度，從而判斷氣體內(nèi)能的變化，比較AC兩狀態(tài)的體積可判斷W的正負，再根據(jù)可根據(jù)熱力學第一定律即可解決問題．

解答 解：①對于理想氣體：A→B的過程，由查理定律有$\frac{{p}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}$
${T}_{A}^{\;}=270K$，得${T}_{B}^{\;}=90K$
所以${t}_{B}^{\;}={T}_{B}^{\;}-273℃=-183℃$
②B→C的過程，由蓋-呂薩克定律有$\frac{{V}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}=\frac{{V}_{C}^{\;}}{{T}_{C}^{\;}}$
得${T}_{C}^{\;}=270K$，即${t}_{C}^{\;}={T}_{C}^{\;}-273℃=-3℃$
由于狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同，氣體內(nèi)能相等，而A→B的過程是等容變化，氣體對外不做功．B→C的過程中氣體體積膨脹對外做功，即從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體對外做功，故氣體應從外界吸收熱量
Q=p△V=2×$1{0}_{\;}^{5}$×$（6×1{0}_{\;}^{-3}-2×1{0}_{\;}^{-3}）J=800J$
答：①該氣體在狀態(tài)B時的溫度為-183℃；
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量為800J

點評 解決氣體問題的關鍵是挖掘出隱含條件，正確判斷出氣體變化過程，合理選取氣體實驗定律解決問題；對于內(nèi)能變化．牢記溫度是理想氣體內(nèi)能的量度，與體積無關．