Question

19．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，已知狀態(tài)A的溫度為280K．
（1）求氣體在狀態(tài)B的溫度；
（2）求氣體在狀態(tài)C的溫度；
（3）由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$列式求解；
（2）B到C氣體等容變化，根據(jù)查理定律列式求解．
（3）根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體是吸熱還是放熱．

解答 解：（1）由圖象得：P_A=0.5atm P_B=1atm ${V}_{A}=1{m}^{3}$ ${V}_{B}=2{m}^{3}$ T_A=280K
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{P}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}=\frac{{P}_{B}{V}_{B}}{{T}_{B}}$
代入數(shù)據(jù)解得：${T}_{B}=\frac{{P}_{B}{V}_{B}{T}_{A}}{{P}_{A}{V}_{A}}=\frac{1×2×280}{0.5×1}K=1120K$
（2）B到C氣體等容變化，根據(jù)查理定律得：$\frac{{P}_{B}}{{T}_{B}}=\frac{{P}_{C}}{{T}_{C}}$
代入數(shù)據(jù)解得：${T}_{C}=\frac{{P}_{C}{T}_{B}}{{P}_{B}}=\frac{0.5×1120}{1}K=560K$
（3）氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化，不做功，但溫度降低，內(nèi)能減小．
根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，△U＜0，W=0，故Q＜0，可知氣體要放熱．
答：（1）氣體在狀態(tài)B的溫度為1120K；
（2）氣體在狀態(tài)C的溫度為560K．
（3）氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容變化，不做功，但溫度降低，內(nèi)能減�。�根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，△U＜0，W=0，故Q＜0，可知氣體要放熱．

點評 本題考察圖象與實驗定律的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵是讀圖得出各狀態(tài)參量，選擇合適的實驗定律列式求解即可．