题目
某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|,则整个过程中气体( )(1)从外界吸收的热量Q= .(2)内能增加△E= .A.(1)−|W1| (2)−|W2|B.(1)−|W1| (2)|W2|−|W1|C.(1)−|W1| (2)|W2|D.(1)|W2|−|W1| (2)−|W2|
某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|,则整个过程中气体( )
(1)从外界吸收的热量Q= .
(2)内能增加△E= .
- A.(1)−|W1| (2)−|W2|
- B.(1)−|W1| (2)|W2|−|W1|
- C.(1)−|W1| (2)|W2|
- D.(1)|W2|−|W1| (2)−|W2|
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题综合考查理想气体的等温过程和绝热过程中的热力学第一定律应用,需结合两个过程的热量、功与内能变化的关系进行分析。
解题核心思路:
- 等温过程:温度不变,内能变化$\Delta E=0$,根据热力学第一定律$Q=W$,外界对气体做功为$|W_1|$,则气体放出热量$Q_1=-|W_1|$。
- 绝热过程:无热交换$Q=0$,内能变化$\Delta E=W$(外界对气体做功为$W$)。气体对外做功$|W_2|$,对应外界对气体做功为$-|W_2|$,故内能减少$\Delta E_2=-|W_2|$。
- 总过程:总热量$Q=Q_1+Q_2=-|W_1|$,总内能变化$\Delta E=\Delta E_1+\Delta E_2=-|W_2|$。
破题关键:明确不同热力学过程中热量、功与内能变化的对应关系,特别注意符号的物理意义。
第(1)题
等温压缩过程:
- 温度不变,$\Delta E_1=0$。
- 根据热力学第一定律:
$Q_1 + W_1 = \Delta E_1 \implies Q_1 = -W_1.$ - 外界对气体做功$W_1=|W_1|$,故$Q_1=-|W_1|$。
绝热膨胀过程:
- 无热交换,$Q_2=0$。
总热量:
$Q = Q_1 + Q_2 = -|W_1| + 0 = -|W_1|.$
第(2)题
等温压缩过程:
- $\Delta E_1=0$。
绝热膨胀过程:
- 根据热力学第一定律:
$\Delta E_2 = Q_2 + W_2.$ - 气体对外做功$W_2=-|W_2|$(外界对气体做功为负),故:
$\Delta E_2 = 0 + (-|W_2|) = -|W_2|.$
总内能变化:
$\Delta E = \Delta E_1 + \Delta E_2 = 0 + (-|W_2|) = -|W_2|.$