题目
体系经过某一过程从始态A到终态B,吸热900J,当它沿另一条途径返回始态时,放热500ml,并对环境做功1.6kJ。计算在第一个过程中环境对体系所做的功。 A. 0.9B. 1.2C. 2.1D. 1.6
体系经过某一过程从始态A到终态B,吸热900J,当它沿另一条途径返回始态时,放热500ml,并对环境做功1.6kJ。计算在第一个过程中环境对体系所做的功。
- A. 0.9
- B. 1.2
- C. 2.1
- D. 1.6
题目解答
答案
B
解析
本题考查热力学第一定律在循环过程中的应用。关键在于理解循环过程的内能变化为零,并正确处理热量与功的关系。解题的核心思路是:
- 明确符号规则:环境对体系做功为正,体系对外做功为负;吸热为正,放热为负。
- 建立能量守恒关系:循环过程总热量等于总功,或通过分步计算两个过程的内能变化之和为零。
步骤1:设定符号规则
- 热量:吸热$Q_1 = +900\ \text{J}$,放热$Q_2 = -500\ \text{J}$。
- 功:环境对体系做功为正,体系对外做功为负。第二个过程中体系对环境做功$W_2 = -1.6\ \text{kJ} = -1600\ \text{J}$。
步骤2:应用热力学第一定律
对于循环过程,总内能变化$\Delta U_{\text{总}} = 0$,因此:
$\Delta U_1 + \Delta U_2 = 0$
其中:
- 第一个过程:$\Delta U_1 = Q_1 + W_1 = 900 + W_1$
- 第二个过程:$\Delta U_2 = Q_2 + W_2 = -500 + (-1600)$
联立方程:
$900 + W_1 - 500 - 1600 = 0$
步骤3:求解环境对体系做的功$W_1$
$W_1 = 500 + 1600 - 900 = 1200\ \text{J} = 1.2\ \text{kJ}$