题目
质量一定的理想气体,从相同状态出发,分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍,那么气体温度的改变(绝对值)在( )A、绝热过程中最大,等压过程中最小B、绝热过程中最大,等温过程中最小C、等压过程中最大,绝热过程中最小D、等压过程中最大,等温过程中最小
质量一定的理想气体,从相同状态出发,分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍,那么气体温度的改变(绝对值)在( )
A、绝热过程中最大,等压过程中最小
B、绝热过程中最大,等温过程中最小
C、等压过程中最大,绝热过程中最小
D、等压过程中最大,等温过程中最小
题目解答
答案
【解析】:
如图

等温AC过程:温度不变,$|{T}_{C}-{T}_{A}|=0$;等压过程:${p}_{A}={p}_{B}$,根据状态方程$pV=nRT$,得:$frac {{T}_{B}} {{V}_{B}}=frac {{T}_{A}} {{V}_{A}}$
所以${T}_{B}=2{T}_{A}$,${T}_{B}-{T}_{A}={T}_{A}$
绝热过程:${T}_{A}{V}^{gamma -1}_{A}={T}_{D}{V}^{gamma -1}_{D}$,${T}_{D}={T}_{A}{(frac {{V}_{A}} {{V}_{D}})}^{gamma -1}={T}_{A}{(frac {1} {2})}^{gamma -1}$
得:${T}_{D}-{T}_{A}={T}_{A}[1-{(frac {1} {2})}^{gamma -1}]lt {T}_{A}$,D正确,ABC错误
故本题选D
解析
步骤 1:等温过程
在等温过程中,温度保持不变,即$|{T}_{C}-{T}_{A}|=0$。因此,等温过程中的温度改变(绝对值)为0。
步骤 2:等压过程
在等压过程中,压力保持不变,根据理想气体状态方程$pV=nRT$,当体积增加一倍时,温度也增加一倍,即${T}_{B}=2{T}_{A}$。因此,等压过程中的温度改变(绝对值)为${T}_{A}$。
步骤 3:绝热过程
在绝热过程中,没有热量交换,根据绝热过程方程${T}_{A}{V}^{gamma -1}_{A}={T}_{D}{V}^{gamma -1}_{D}$,当体积增加一倍时,温度的改变(绝对值)为${T}_{A}[1-{(frac {1} {2})}^{gamma -1}]lt {T}_{A}$。因此,绝热过程中的温度改变(绝对值)小于等压过程中的温度改变(绝对值)。
在等温过程中,温度保持不变,即$|{T}_{C}-{T}_{A}|=0$。因此,等温过程中的温度改变(绝对值)为0。
步骤 2:等压过程
在等压过程中,压力保持不变,根据理想气体状态方程$pV=nRT$,当体积增加一倍时,温度也增加一倍,即${T}_{B}=2{T}_{A}$。因此,等压过程中的温度改变(绝对值)为${T}_{A}$。
步骤 3:绝热过程
在绝热过程中,没有热量交换,根据绝热过程方程${T}_{A}{V}^{gamma -1}_{A}={T}_{D}{V}^{gamma -1}_{D}$,当体积增加一倍时,温度的改变(绝对值)为${T}_{A}[1-{(frac {1} {2})}^{gamma -1}]lt {T}_{A}$。因此,绝热过程中的温度改变(绝对值)小于等压过程中的温度改变(绝对值)。