Question

3．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A→B→C變化，其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示．已知狀態(tài)A、C的溫度均為27℃，求：
①該氣體在狀態(tài)B的溫度；
②上述過程氣體從外界吸收的熱量．

Answer 1

分析 ①氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B發(fā)生等容變化，由查理定律可求出狀態(tài)B的溫度；
②先求出氣體對外做的功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可求解氣體從外界吸收的熱量；

解答 解：因為狀態(tài)A、C的溫度均為27℃，${T}_{A}^{\;}={T}_{C}^{\;}=273+27=300K$
①狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容變化
$\frac{{p}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}$
代入數(shù)據(jù)$\frac{5×1{0}_{\;}^{5}}{300}=\frac{2×1{0}_{\;}^{5}}{{T}_{B}^{\;}}$
得：T_B=120K      
即為：${t}_{B}^{\;}=-153℃$                            
②狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容過程，外界對氣體不做功；
狀態(tài)B到狀態(tài)C：
W=-p_B（V_C-V_B）=-2×10⁵×（2.5-1.0）J=-3×10⁵ J
T_A=T_C，△U=0
由熱力學(xué)第一定律
△U=Q+W
代入數(shù)據(jù)得Q=3×10⁵ J  即氣體從外界吸收熱量為3×10⁵ J
答：①該氣體在狀態(tài)B的溫度為-153℃；
②上述過程氣體從外界吸收的熱量為$3×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$

點評 本題考查了求氣體溫度、氣體吸熱與放熱情況，分析清楚圖示圖象，判斷出氣體狀態(tài)變化過程求出氣體的狀態(tài)參量是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用查理定律與熱力學(xué)第一定律可以解題．