题目
如图所示,一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中,有350J热量传入系统,而系统做功126J.b-|||-e-|||-a d (1)若沿adb时,系统做功42J,问有多少热量传入系统? (2)若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统做功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?
如图所示,一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中,有350J热量传入系统,而系统做功126J.
(1)
若沿adb时,系统做功42J,问有多少热量传入系统?
(2)
若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统做功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?
题目解答
答案
- (1)
266J
- (2)
放热;308J
解析
步骤 1:确定热力学第一定律
热力学第一定律,即能量守恒定律,表明系统内能的变化等于系统吸收的热量与系统对外做功之差。用公式表示为:ΔU = Q - W,其中ΔU是内能变化,Q是系统吸收的热量,W是系统对外做的功。
步骤 2:计算沿acb路径的内能变化
根据题目,系统沿acb路径时,有350J热量传入系统,而系统做功126J。根据热力学第一定律,内能变化ΔU = Q - W = 350J - 126J = 224J。
步骤 3:计算沿adb路径的热量传递
沿adb路径时,系统做功42J。由于内能变化只与初末状态有关,与路径无关,因此沿adb路径的内能变化ΔU也是224J。根据热力学第一定律,沿adb路径的热量传递Q = ΔU + W = 224J + 42J = 266J。
步骤 4:计算沿ba路径的热量传递
沿ba路径时,外界对系统做功84J,即系统对外做功为-84J。由于内能变化只与初末状态有关,与路径无关,因此沿ba路径的内能变化ΔU也是-224J。根据热力学第一定律,沿ba路径的热量传递Q = ΔU + W = -224J - 84J = -308J。负号表示系统放热。
热力学第一定律,即能量守恒定律,表明系统内能的变化等于系统吸收的热量与系统对外做功之差。用公式表示为:ΔU = Q - W,其中ΔU是内能变化,Q是系统吸收的热量,W是系统对外做的功。
步骤 2:计算沿acb路径的内能变化
根据题目,系统沿acb路径时,有350J热量传入系统,而系统做功126J。根据热力学第一定律,内能变化ΔU = Q - W = 350J - 126J = 224J。
步骤 3:计算沿adb路径的热量传递
沿adb路径时,系统做功42J。由于内能变化只与初末状态有关,与路径无关,因此沿adb路径的内能变化ΔU也是224J。根据热力学第一定律,沿adb路径的热量传递Q = ΔU + W = 224J + 42J = 266J。
步骤 4:计算沿ba路径的热量传递
沿ba路径时,外界对系统做功84J,即系统对外做功为-84J。由于内能变化只与初末状态有关,与路径无关,因此沿ba路径的内能变化ΔU也是-224J。根据热力学第一定律,沿ba路径的热量传递Q = ΔU + W = -224J - 84J = -308J。负号表示系统放热。