Question

6．一定質(zhì)量理想氣體在初始狀態(tài)A時，壓強P_A=1×10⁵Pa，結(jié)合如圖（V-T圖線）中交代的信息，試求：
（1）E點時氣體的壓強；
（2）試分析由A→B→C的過程中氣體是吸熱還是放熱．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意求出氣體的狀態(tài)參量，然后應(yīng)用力學(xué)氣體狀態(tài)方程求出氣體的壓強．
（2）根據(jù)圖示圖象判斷氣體狀態(tài)變化情況，然后應(yīng)用熱力學(xué)第一定律判斷氣體的吸熱與放熱情況．

解答 解：（1）由題意及圖示圖象可知，氣體在A狀態(tài)的參量：
P_A=1×10⁵Pa，V_A=2m³，T_A=200K，
氣體在狀態(tài)E的狀態(tài)參量：V_E=5m³，T_E=100K，
由理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{P}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{P}_{E}{V}_{E}}{{T}_{E}}$，
即：$\frac{1×1{0}^{5}×2}{200}$=$\frac{{P}_{E}×5}{100}$，
解得：P_A=2×10⁴Pa；
（2）由圖示圖象可知，從A到B過程中氣體發(fā)生等壓變化，氣體溫度升高體積增大，氣體內(nèi)能增加，氣體對外做功，
即：△U_AB＞0，W_AB＜0，
由熱力學(xué)第一定律：△U=W+Q可知：
Q_AB=△U_AB-W_AB＞0，氣體吸收熱量；
從B到C過程氣體做等溫變化，氣體體積增大，氣體內(nèi)能不變而對外做功，△U_BC=0，W_BC＜0，
由熱力學(xué)第一定律可知：Q_BC=△U_BC-W_BC=-W_BC＞0，
氣體吸收熱量，由此可知，由A→B→C的過程中氣體吸熱；
答：（1）E點時氣體的壓強是2×10⁴Pa；
（2）由A→B→C的過程中氣體吸熱．

點評 本題考查氣體的狀態(tài)方程中對應(yīng)的圖象，在V-T圖象中等壓線為過原點的直線．要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化；求出氣體狀態(tài)參量、應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律即可解題．