Question

2．图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C．设A、B、C状态对应的温度分别为T_A、T_B、T_C，则从状态A到状态C过程气体吸热（填“吸”、“放”）且Q=${p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$（用p₀，v₀表示）

Answer 1

分析 根据理想气体状态方程知状态A和状态C的温度相同，所以这两种状态下内能相同，从而可知A到B和B到C的过程中内能的变化大小相同，这两个过程是一个不做功，一个对外做功，结合热力学第一定律可知结果．

解答 解：根据理想气体状态方程$\frac{pV}{T}=C$，有$\frac{2{p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{0}^{\;}2{V}_{0}^{\;}}{{T}_{C}^{\;}}$，得${T}_{A}^{\;}={T}_{C}^{\;}$
A到B过程是等容变化，气体做功${W}_{1}^{\;}=0$
B到C过程是等压变化，体积变大，气体对外做功，${W}_{2}^{\;}={-p}_{0}^{\;}（2{V}_{0}^{\;}-{V}_{0}^{\;}）=-{p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$
所以A到C过程中，气体做的功$W={W}_{1}^{\;}+{W}_{2}^{\;}=-{p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$
因为从A到C温度不变，内能不变
根据热力学第一定律△U=W+Q
得$0=-{p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}+Q$
解得：$Q={p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$，即从状态A到C气体吸热，$Q={p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$
故答案为：吸，${p}_{0}^{\;}{V}_{0}^{\;}$

点评 该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用，利用气体状态方程解决问题时，首先要确定气体状态和各状态下的状态参量，选择相应的气体变化规律解答；在利用热力学第一定律解决问题时，要注意气体的做功情况，区分对内做功和对外做功，同时要注意区分吸热还是放热．