题目
10.2 一热力学系统由如图10.23所示的状态a沿acb过程到达状态b时,吸收了560J的热量,对-|||-外做了356J的功。-|||-(1)如果它沿adb过程到达状态b时,对外做了220J的功,它吸收了多少热量?-|||-(2)当它由状态b沿曲线ba 返回状态a时,外界对它做了282 J的功,它将吸收多少热量?是真吸-|||-了热,还是放了热?-|||-c b-|||-a d-|||-O v

题目解答
答案

解析
本题考查热力学第一定律的应用,核心在于理解内能变化与热量、功的关系。关键点如下:
- 热力学第一定律公式:$\Delta U = Q - W$($W$为系统对外做的功)。
- 状态变化的内能变化仅由初末态决定,与路径无关。
- 功的正负需根据题目定义判断:系统对外做功为正,外界对系统做功为负。
第(1)题
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计算acb过程的内能变化
由$\Delta U = Q - W$,得:
$\Delta U_{ab} = 560 \, \text{J} - 356 \, \text{J} = 204 \, \text{J}$
由于内能变化与路径无关,沿adb过程$\Delta U_{ab}$仍为$204 \, \text{J}$。 -
求adb过程的热量
已知$W = 220 \, \text{J}$,代入公式:
$Q = \Delta U + W = 204 \, \text{J} + 220 \, \text{J} = 424 \, \text{J}$
第(2)题
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计算ba过程的内能变化
由$\Delta U_{ba} = -\Delta U_{ab} = -204 \, \text{J}$。 -
求ba过程的热量
外界对系统做功$W = -282 \, \text{J}$(系统对外做功为负),代入公式:
$Q = \Delta U - W = -204 \, \text{J} - (-282 \, \text{J}) = -486 \, \text{J}$
负号表示系统放热。