题目
一定量的理想气体的初态温度为T,体积为V,先绝热膨胀使体积变为2V,再等容吸热使温度恢复为T,最后等温压缩为初态,则在整个过程中气体将:A. 放热B. 对外界作功C. 吸热D. 内能增加E. 内能减少
一定量的理想气体的初态温度为T,体积为V,先绝热膨胀使体积变为2V,再等容吸热使温度恢复为T,最后等温压缩为初态,则在整个过程中气体将:
A. 放热
B. 对外界作功
C. 吸热
D. 内能增加
E. 内能减少
题目解答
答案
A. 放热
解析
步骤 1:分析绝热膨胀过程
在绝热膨胀过程中,气体对外界做功,温度降低。由于是理想气体,内能只与温度有关,因此内能减少。根据绝热过程方程,体积增加到2V时,温度会降低到某个值T'。
步骤 2:分析等容吸热过程
在等容吸热过程中,气体吸收热量,温度升高。由于体积不变,气体对外界不做功。根据理想气体状态方程,温度升高到T,内能增加。
步骤 3:分析等温压缩过程
在等温压缩过程中,气体被压缩回初始体积V,温度保持不变。由于是等温过程,内能不变。根据理想气体状态方程,气体对外界做负功,即外界对气体做正功。
步骤 4:分析整个循环过程
整个循环过程是一个逆循环过程,完成一个循环后内能不变。根据热力学第一定律,Q = ΔU + W,其中ΔU为内能变化,W为对外界做的净功。由于ΔU = 0,Q = W。而整个循环过程有Q < 0,即系统整个循环过程放热。
在绝热膨胀过程中,气体对外界做功,温度降低。由于是理想气体,内能只与温度有关,因此内能减少。根据绝热过程方程,体积增加到2V时,温度会降低到某个值T'。
步骤 2:分析等容吸热过程
在等容吸热过程中,气体吸收热量,温度升高。由于体积不变,气体对外界不做功。根据理想气体状态方程,温度升高到T,内能增加。
步骤 3:分析等温压缩过程
在等温压缩过程中,气体被压缩回初始体积V,温度保持不变。由于是等温过程,内能不变。根据理想气体状态方程,气体对外界做负功,即外界对气体做正功。
步骤 4:分析整个循环过程
整个循环过程是一个逆循环过程,完成一个循环后内能不变。根据热力学第一定律,Q = ΔU + W,其中ΔU为内能变化,W为对外界做的净功。由于ΔU = 0,Q = W。而整个循环过程有Q < 0,即系统整个循环过程放热。