Question

【题目】一定质量的理想气体由状态A经历B、C、D三个状态回到状态A，该理想气体状态变化过程的p－V图像如图所示。已知A、B、C、D四点连线构成一个矩形，A、B连线平行于p轴，图中箭头表示状态变化的方向气体在A、C两个状态时的温度均为300K。

①求气体在状态C时的体积和在状态B、D时的温度。

②分析说明整个过程气体是吸热还是放热。

Answer 1

【答案】（1）4L,325K,400K（2）放热

【解析】

①气体由状态A到状态C发生等温变化，根据玻意耳定律有

其中，，

解得：

由题图知气体由状态A到状态B发生等容变化，根据查理定律有

其中，

解得：

由题图可知气体由状态D到状态A发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有：

其中

解得

②由p-V图像知，从状态B到状态C气体体积增大，设气体对外做的功为，从状态D到状态A气体体积减小，设外界对气体做的功为，根据可知，在p-V图像中，图线与横轴围成的面积的物理意义为功，所以有，即全过程外界对气体做功。

气体最终回到状态A，温度不变，内能不变，即，根据热力学第一定律可知，经过全过程状态变化，气体放热。