Question

一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：

（1）该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？

（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

（3）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

Answer

（1）气体在状态B、C时的温度分别为：﹣173℃和27℃

（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量为：0．

（3）该气体从状态A到状态C的过程中吸热，传递的热量是200J

【解析】

试题分析：（1）A到B是等容变化，B到C是等压变化，分别应用理想气体定律进行求解．

（2）气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，可以通过判断AC两个状态的温度来判断内能的变化．

（3）从状态A到状态C的过程可以用热力学第一定律来判断做功与吸放热问题．

【解析】
（1）状态A：tA=300K，PA=3×105Pa，VA=1×10﹣3m3

状态B：tB=？PB=1×105Pa，VB=1×10﹣3m3

状态C：tC=？PC=1×105Pa，VC=3×10﹣3m3

A到B过程等容变化，由等容变化规律得：

，代入数据得：

tB=100K=﹣173℃

B到C为等压变化，由等压变化规律得：

，代入数据得：

tC=300K=27℃

（2）因为状态A和状态C温度相等，且气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，

所以在这个过程中：△U=0

（3）由热力学第一定律得：

△U=Q+W，因为△U=0

故：Q=﹣W

在整个过程中，气体在B到C过程对外做功

所以：W=﹣p△V=﹣1×105×（3×10﹣3﹣1×10﹣3）=﹣200J

即：Q=200J，是正值，故在这个过程中吸热．

答：（1）气体在状态B、C时的温度分别为：﹣173℃和27℃

（2）该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量为：0．

（3）该气体从状态A到状态C的过程中吸热，传递的热量是200J