Question

如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×l0⁵ Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，求：

①气体在状态B和C时的压强；

②整个过程中气体与外界交换的热量。

Answer

①pB = 4.5×105 Pa；PC=l.5×l05 Pa ②600 J

【解析】

①由图可知，气体从状态A到状态B为等容变化过程，在状态B时气体温度，，由查理定律有：

解得：

由图可知，气体从状态B到状态C为等温变化过程，在状态C时气体体积，由玻意耳定律有：

解得：

②由状态B经状态C回到状态A，设外界对气体做的总功为W，从状态C到状态A，发生等压变化，外界对气体做功：

WCA=pC(VC-VA)=300J

B→C过程中气体做功的大小是C→A过程中气体做功大小的3倍，则B→C过程中气体对外做功：

WBC=－900J

从状态A到状态B，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以整个过程中外界对气体做功：

W= WCA＋WBC=－600J

整个过程中气体内能增加量，设气体从外界吸收的热量为Q，由热力学第一定律：

解得：

Q=600 J

即气体从外界吸收的热量为600J。