Question

13．在如圖所示的坐標(biāo)系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化過(guò)程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對(duì)該氣體做功為5J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為10J．圖線(xiàn)AC的反向延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢(shì)能為零．求：
（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程，該氣體對(duì)外界做的功W₁和其內(nèi)能的增量△U₁．
（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程，該氣體內(nèi)能的增量△U₂及其從外界吸收的熱量Q₂．

Answer 1

分析 （1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程，氣體發(fā)生等容變化，不做功．根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解內(nèi)能的增量△U₁；
（2）由于B、C兩狀態(tài)的溫度相同，內(nèi)能相等，則氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程與A到C的過(guò)程內(nèi)能的增量相等．再由根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解從外界吸收的熱量Q₂．

解答 解：（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程，氣體發(fā)生等容變化，該氣體對(duì)外界做的功W₁=0
根據(jù)勢(shì)力學(xué)第一定律有△U₁=W₁+Q₁，
內(nèi)能的增量△U₁=Q₁=10 J．
（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程，體積減小，溫度升高，該氣體內(nèi)能的增量△U₂=△U₁=10 J
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有△U₂=W₂+Q₂，從外界吸收的熱量Q₂=△U₂-W₂=5 J．
答：（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程，該氣體對(duì)外界做功W₁=0，其內(nèi)能的增量△U₁=10J；
    （2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程，該氣體內(nèi)能的增量△U₂為10J，從外界吸收的熱量Q₂為5J．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵抓住氣體的內(nèi)能是狀態(tài)量，由氣體的溫度決定．考查基本的應(yīng)用能力．