题目
5-12 一定量的理想气体经如图所示的循环,请填写表格中的空格.-|||-过程 内能增量 Delta Eykparallel J 作功 |J 吸热 ykparallel J-|||-p↑-|||-A 等温 A→B 50-|||-B B→C .-50-|||-绝热-|||-C→D .-50 .-150-|||-D C D→A-|||-o v ABCDA 循环效率 n=

题目解答
答案

解析
本题考查理想气体循环过程中各状态参量的变化及热力学第一定律的应用。解题核心在于:
- 掌握各过程特点:等温过程内能变化$\Delta E=0$,绝热过程$Q=0$,等体过程$W=0$;
- 灵活运用热力学第一定律$\Delta E = Q - W$($W$为气体对外做功,$Q$为吸热时取正);
- 循环特性:总内能变化$\Delta E_{\text{总}}=0$,总吸热$Q_{\text{吸}}$与总放热$Q_{\text{放}}$的差值等于净功;
- 循环效率公式$\eta = \frac{\text{净功}}{\text{吸收的总热量}}$。
过程分析与计算
A→B(等温过程)
- 特点:$\Delta E = 0$,$Q = W$。
- 已知:$W = 50\,\text{J}$,故$Q = 50\,\text{J}$。
B→C(绝热过程)
- 特点:$Q = 0$,$\Delta E = -W$。
- 已知:$\Delta E = -50\,\text{J}$,故$W = 50\,\text{J}$。
C→D(等压过程)
- 已知:$\Delta E = -100\,\text{J}$,$W = -50\,\text{J}$。
- 计算:$Q = \Delta E + W = -100 + (-50) = -150\,\text{J}$(放热)。
D→A(等体过程)
- 特点:$W = 0$,$\Delta E = Q$。
- 循环总内能变化:$\Delta E_{\text{总}} = 0$,故$\Delta E_{D\to A} = 150\,\text{J}$。
- 计算:$Q = \Delta E = 150\,\text{J}$。
循环效率
- 净功:$W_{\text{净}} = 50 + 50 - 50 + 0 = 50\,\text{J}$。
- 总吸热:$Q_{\text{吸}} = 50 + 150 = 200\,\text{J}$。
- 效率:$\eta = \frac{50}{200} = 25\%$。