Question

13．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为5J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为10J．图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零．求：
（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W₁和其内能的增量△U₁．
（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量△U₂及其从外界吸收的热量Q₂．

Answer 1

分析 （1）从状态A到状态C过程，气体发生等容变化，不做功．根据热力学第一定律求解内能的增量△U₁；
（2）由于B、C两状态的温度相同，内能相等，则气体从状态A到状态B过程与A到C的过程内能的增量相等．再由根据热力学第一定律求解从外界吸收的热量Q₂．

解答 解：（1）从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化，该气体对外界做的功W₁=0
根据势力学第一定律有△U₁=W₁+Q₁，
内能的增量△U₁=Q₁=10 J．
（2）从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高，该气体内能的增量△U₂=△U₁=10 J
根据热力学第一定律有△U₂=W₂+Q₂，从外界吸收的热量Q₂=△U₂-W₂=5 J．
答：（1）从状态A到状态C过程，该气体对外界做功W₁=0，其内能的增量△U₁=10J；
    （2）从状态A到状态B过程，该气体内能的增量△U₂为10J，从外界吸收的热量Q₂为5J．

点评 本题关键抓住气体的内能是状态量，由气体的温度决定．考查基本的应用能力．