Question

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能跟溫度成正比。在初始狀態(tài)A時(shí),體積為V0,壓強(qiáng)為p0,溫度為T0,已知此時(shí)其內(nèi)能為U0。該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化,最終還回到原來狀態(tài)A,其變化過程的p-T圖如圖所示,其中CA延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn),BA在同—豎直直線上。求:

(1)狀態(tài)B的體積;

(2)狀態(tài)C的體積;

(3)從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C,最終回到狀態(tài)A的過程中,氣體與外界交換的熱量是多少?

Answer 1

【答案】(1)V0/3；（2）V0；（3）2p0V0；

【解析】①由圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體溫度為T1=T0為等溫變化過程，狀態(tài)B時(shí)氣體壓強(qiáng)為P1=3P0，設(shè)體積為V1，由玻意耳-馬略特定律P0V0=P1V1

解得

②由圖可知，從狀態(tài)B到狀態(tài)C氣體壓強(qiáng)為P2=P1=3P0為等壓變化過程，狀態(tài)C時(shí)氣體溫度為T2=3T0，設(shè)體積為V2，由查理-蓋呂薩克定律

解得V2=V0

③從狀態(tài)B到狀態(tài)C，設(shè)外界對(duì)氣體做功為，

從狀態(tài)C回到狀態(tài)A，由圖線知為等容過程，外界對(duì)氣體不做功，對(duì)狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，內(nèi)能增加量為△U=0，氣體從外界吸收的熱量為△Q，內(nèi)能增加量為△U，

由熱力學(xué)第一定律△U=Q+W

解得Q=2P0V0，即氣體從外界吸收熱量2P0V0