题目
5.系统由状态A变化到状态B,沿途径I进行时系统放热100J,环境对系统做功50J。-|||-当系统由状态A沿途径Ⅱ变化到状态B时系统对环境做功80J,则系统与环境之间交换的-|||-热为 () 。-|||-(A)70J (B) -70J (C)30J (D) -30J

题目解答
答案

解析
本题考查热力学第一定律在状态函数变化中的应用,关键在于理解热力学能(ΔU)是状态函数(仅与始末状态有关,与途径无关),以及热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W(Q为系统吸热,W为环境对系统做功)。
步骤1:计算途径I的ΔU
途径I:系统放热100J(Q₁=-100J,放热为负),环境对系统做功50J(W₁=+50J,环境做功为正)。
根据热力学第一定律:
$\Delta U = Q_1 + W_1 = -100\,\text{J} + 50\,\text{J} = -50\,\text{J}$
ΔU=-50J是状态A到B的热力学能变化,与途径无关。
步骤2:计算途径Ⅱ的热量Q₂
途径Ⅱ:系统由A到B,ΔU仍为-50J;系统对环境做功80J(W₂=-80J,系统做功为负)。
代入热力学第一定律:
$-50\,\text{J} = Q_2 + (-80\,\text{J})$
解得:
$Q_2 = -50\,\text{J} + 80\,\text{J} = 30\,\text{J}$
Q₂=30J表示系统吸热30J,符合选项C。