Question

6．一定質(zhì)量的理想氣體變化情況如圖所示．已知在狀態(tài)A時(shí)，氣體溫度T_A=600K．
①求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度；
②氣體由狀態(tài)B→D，內(nèi)能如何變化？若氣體在這個(gè)過(guò)程中吸收熱量為4.5×10²J，則此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量為多大？

Answer 1

分析 ①根據(jù)圖象可知由A到B氣體做等容變化，根據(jù)查理定律列式求解；
②氣體由B到D做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律可知體積增大，溫度應(yīng)升高，所以內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律列式可求內(nèi)能增量．

解答 解：①由圖可知：${P}_{A}=2×1{0}^{5}{P}_{a}$   ${P}_{B}=1×1{0}^{5}{P}_{a}$ 
由A到B氣體做等容變化，根據(jù)查理定律得：$\frac{{P}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{{P}_{B}}{{T}_{B}}$
帶入數(shù)據(jù)解得：T_B=300K
②氣體由B到D做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律可知體積增大，溫度應(yīng)升高，氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以內(nèi)能增大；
由B到D過(guò)程氣體對(duì)外做功為：$W={P}_{B}△V=1×1{0}^{5}×（6-3）×1{0}^{-3}J=300J$
由熱力學(xué)第一定律得：
氣體內(nèi)能增量為；△U=-W+Q=-300+4.5×10²J=150J
答：①求氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度為300K；
②氣體由狀態(tài)B→D，內(nèi)能增大；若氣體在這個(gè)過(guò)程中吸收熱量為4.5×10²J，則此過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量為150J．

點(diǎn)評(píng) 本題理想氣體狀態(tài)與熱力學(xué)第一定律，在熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用中要注意公式中的符號(hào)．