Question

2．質(zhì)量一定的理想氣體完成如圖所示的循環(huán)，其中A→B過(guò)程是絕熱過(guò)程，B→C過(guò)程是等溫過(guò)程，則A→B過(guò)程氣體內(nèi)能減�。ㄟx填“增加”、“減小”或“不變”），從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體吸收的熱量大于放出的熱量（選填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 因?yàn)槭且欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體，只要分析出A→B過(guò)程溫度的變化情況即可知道內(nèi)能的變化情況；運(yùn)用熱力學(xué)第一定律，結(jié)合氣體做功情況，即可判斷整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體的吸放熱情況．

解答 解：C到A為等容過(guò)程，根據(jù)查理定律：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{P}_{C}}{{T}_{C}}$
根據(jù)圖象可知：P_A＞P_C，所以T_A＞T_C
又因?yàn)锽到C為等溫過(guò)程，故：T_B=T_C
所以：T_A＞T_B，故A→B過(guò)程氣體內(nèi)能變�。�
A到B為絕熱過(guò)程，故與外界無(wú)熱量交換Q₁=0，內(nèi)能減小量等于對(duì)外做功：△U₁=W₁
B到C為等溫過(guò)程，內(nèi)能不變：△U₂=W₂-Q₂=0，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，
所以放出的熱量：Q₂=W₂①
C到A為等容過(guò)程，故做功W₃=0，所以內(nèi)能增加量△U₃=Q₃
又因?yàn)椋篢_B=T_C
所以A到B過(guò)程內(nèi)能的減小量等于C到A過(guò)程內(nèi)能的增加量：△U₁=△U₃
所以吸收的熱量：Q₃=△U₃=△U₁=W₁②
根據(jù)P-V圖象的下面積表示做功大小，

A到B過(guò)程對(duì)外做功大小W₁如上圖面積所示，

B到C過(guò)程外界對(duì)氣體做功大小W₂如上圖面積所示，
可知：A到B過(guò)程氣體對(duì)外做功大于B到C過(guò)程外界對(duì)氣體做功，即：W₁＞W(wǎng)₂③
由①②③式可得：Q₃＞Q₂
所以從狀態(tài)A經(jīng)B、C再回到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體吸收的熱量大于放出的熱量．
故答案為：減小，大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體定律與熱力學(xué)第一定律的綜合運(yùn)用，解題關(guān)鍵是要根據(jù)圖象分析好壓強(qiáng)P、體積V、溫度T三個(gè)參量的變化情況，知道發(fā)生何種狀態(tài)變化過(guò)程，選擇合適的實(shí)驗(yàn)定律．注意理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比以及每個(gè)過(guò)程中做功的正負(fù)，P-V圖象下面積大小表示做功大小．