题目
气体经历如图所示的循环过程，在这个循环过程中，外界传给气体的净热量是（ ）p/(10^5N·m -2)-|||-80-|||-20 square -|||-0 4-|||-V(10^-3)m^3)A.3.2times (10)^4JB.1.8times (10)^4JC.2.4times (10)^4JD.0J
气体经历如图所示的循环过程，在这个循环过程中，外界传给气体的净热量是（ ）
A.$3.2\times {10}^{4}J$
B.$1.8\times {10}^{4}J$
C.$2.4\times {10}^{4}J$
D.0J
题目解答
答案
解析
步骤 1：理解循环过程
在 $p-v$ 图上，一个循环过程表示气体经历一系列状态变化后回到初始状态。对于一个循环过程，气体的内能变化为零，因为内能是状态量，循环过程的起点和终点是同一个状态。
步骤 2：应用热力学第一定律
热力学第一定律指出，系统内能的变化等于系统吸收的热量与系统对外做的功之和。对于循环过程，由于内能变化为零，所以外界传给系统的净热量等于系统对外做的净功。
步骤 3：计算净功
在 $p-v$ 图上，循环过程的净功等于循环过程所围成的面积。根据题目给出的 $p-v$ 图，循环过程的净功为：
$W_{net} = (p_2 - p_1) \times (V_2 - V_1)$
其中，$p_1 = 20 \times 10^5 N/m^2$，$p_2 = 80 \times 10^5 N/m^2$，$V_1 = 1 \times 10^{-3} m^3$，$V_2 = 4 \times 10^{-3} m^3$。
步骤 4：计算净热量
根据热力学第一定律，外界传给气体的净热量等于循环过程的净功，即：
$Q_{net} = W_{net} = (80 \times 10^5 - 20 \times 10^5) \times (4 \times 10^{-3} - 1 \times 10^{-3})$
$Q_{net} = 60 \times 10^5 \times 3 \times 10^{-3}$
$Q_{net} = 180 \times 10^2$
$Q_{net} = 1.8 \times 10^4 J$
在 $p-v$ 图上，一个循环过程表示气体经历一系列状态变化后回到初始状态。对于一个循环过程，气体的内能变化为零，因为内能是状态量，循环过程的起点和终点是同一个状态。
步骤 2：应用热力学第一定律
热力学第一定律指出，系统内能的变化等于系统吸收的热量与系统对外做的功之和。对于循环过程，由于内能变化为零，所以外界传给系统的净热量等于系统对外做的净功。
步骤 3：计算净功
在 $p-v$ 图上，循环过程的净功等于循环过程所围成的面积。根据题目给出的 $p-v$ 图，循环过程的净功为：
$W_{net} = (p_2 - p_1) \times (V_2 - V_1)$
其中，$p_1 = 20 \times 10^5 N/m^2$，$p_2 = 80 \times 10^5 N/m^2$，$V_1 = 1 \times 10^{-3} m^3$，$V_2 = 4 \times 10^{-3} m^3$。
步骤 4：计算净热量
根据热力学第一定律，外界传给气体的净热量等于循环过程的净功，即：
$Q_{net} = W_{net} = (80 \times 10^5 - 20 \times 10^5) \times (4 \times 10^{-3} - 1 \times 10^{-3})$
$Q_{net} = 60 \times 10^5 \times 3 \times 10^{-3}$
$Q_{net} = 180 \times 10^2$
$Q_{net} = 1.8 \times 10^4 J$