Question

10．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p-v圖象如圖所示．已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃．則：
①氣體在狀態(tài)B時的溫度為多少攝氏度？
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

Answer 1

分析 ①根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，然后應(yīng)用蓋呂薩克定律求出B點(diǎn)的溫度．
②求出氣體在C點(diǎn)的溫度，然后應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析答題．

解答 解：①由題意可知，T_A=273+27=300K，V_A=1×10^-3m³，V_B=3×10^-3m³，
由圖示圖象可知，A→B等壓變化，由蓋呂薩克定律得：$\frac{{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{V}_{B}}{{T}_{B}}$，
代入數(shù)據(jù)解得：T_B=900K，t_B=T_B-273=627℃；
②氣體狀態(tài)參量：p_A=3×10⁵Pa，T_A=273+27=300K，
V_A=1×10^-3m³，p_C=1×10⁵Pa，T_C=？，V_C=3×10^-3m³，
由理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{p}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{p}_{C}{V}_{C}}{{T}_{C}}$，代入數(shù)據(jù)解得：T_C=300K，
A、C兩狀態(tài)的溫度相等，兩狀態(tài)的內(nèi)能相等，從A到C過程，△U=0，
A到B過程氣體體積增大，氣體對外做功：W=-Fl=-p△V=-3×10⁵×（3-1）×10^-3=-600J，
由熱力學(xué)第一定律：△U=W+Q得：Q=△U-W=0-（-600）=600J＞0，氣體從外界吸收600J的熱量；
答：①氣體在狀態(tài)B時的溫度為627攝氏度；
②該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中吸熱，傳遞的熱量是600J．

點(diǎn)評 本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律，形式為圖象模式，難度較小，對熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，各量的正負(fù)是關(guān)鍵．