题目
[题目]系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程-|||-中,外界有326J的热量传递给系统,同时系统对-|||-外做功126J。如果系统从状态C沿另一曲线CA回-|||-到状态A,外界对系统做功52J,则此过程中系统-|||-是吸热还是放热?传递热量是多少?-|||-B-|||-A-|||-0

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查热力学第一定律的应用,涉及状态变化过程中内能、热量和功的关系。
解题核心思路:
- 确定状态变化的内能变化量:利用热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$(其中 $W$ 为外界对系统做的功),通过已知的热量和功,计算A到C过程的内能变化量。
- 利用状态函数性质:内能是状态函数,A到C和C到A的内能变化量大小相等、方向相反。
- 逆过程的热量计算:根据已知的功和内能变化量,反推热量的正负,判断吸热或放热。
破题关键点:
- 符号规则:明确公式中 $W$ 的定义(外界对系统做的功为正),热量 $Q$ 的正负(外界传热给系统为正)。
- 状态函数特性:内能变化仅与初末态有关,与路径无关。
步骤1:计算A到C的内能变化量
根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$,其中:
- $Q = +326 \, \text{J}$(外界传热给系统)
- $W = -126 \, \text{J}$(系统对外做功,外界对系统做功为负)
代入公式得:
$\Delta U = 326 + (-126) = 200 \, \text{J}$
即系统内能增加 $200 \, \text{J}$。
步骤2:确定C到A的内能变化量
由于内能是状态函数,从C到A的内能变化量为:
$\Delta U' = -\Delta U = -200 \, \text{J}$
(内能减少 $200 \, \text{J}$)。
步骤3:计算C到A的热量
根据热力学第一定律 $\Delta U' = Q' + W'$,其中:
- $\Delta U' = -200 \, \text{J}$
- $W' = +52 \, \text{J}$(外界对系统做功)
代入公式得:
$-200 = Q' + 52 \quad \Rightarrow \quad Q' = -252 \, \text{J}$
负号表示系统向外界放热,放热的热量为 $252 \, \text{J}$。