题目
p-|||-c b-|||-e-|||-a d-|||-0如图所示,系统从状态a沿acb变化到状态b,有300 J的热量传递给系统,而系统对外作的功为120 J.当系统从状态b沿曲线bea返回到状态a时,外界对系统作功80 J,问系统是吸热还是放热传递了多少热量?( )A吸热,100 JB放热,100 J
如图所示,系统从状态a沿acb变化到状态b,有300 J的热量传递给系统,而系统对外作的功为120 J.当系统从状态b沿曲线bea返回到状态a时,外界对系统作功80 J,问系统是吸热还是放热传递了多少热量?( )
A吸热,100 J
B放热,100 J
题目解答
答案
根据热力学第一定律
，其中
是系统内能的变化，Q是系统吸收的热量，W是系统对外做的功。
从a到b：
根据
可得
从b到a：
（外界对系统做功，功为负）。
因为内能是状态函数，
根据
，可得
系统放热，传递的热量为100J，答案是B选项。
解析
步骤 1：确定从状态a到状态b的内能变化
根据热力学第一定律，$\Delta U = Q - W$，其中$\Delta U$是系统内能的变化，$Q$是系统吸收的热量，$W$是系统对外做的功。
从a到b：${Q}_{ab}=300J$ ,${W}_{ab}=120J$
根据$\Delta {U}_{ab}={Q}_{ab}-{W}_{ab}$,可得$\Delta {U}_{ab}=300J-120J=180J$。
步骤 2：确定从状态b到状态a的内能变化
因为内能是状态函数，$\Delta {U}_{ba}=-\Delta {U}_{ab}=-180J$。
步骤 3：确定从状态b到状态a的热量传递
从b到a：${W}_{ba}=-80J$（外界对系统做功，功为负）。
根据$\Delta {U}_{ba}={Q}_{ba}-{W}_{ba}$，可得${Q}_{ba}=\Delta {U}_{ba}+{W}_{ba}=-180J-80J=-100J$。
根据热力学第一定律，$\Delta U = Q - W$，其中$\Delta U$是系统内能的变化，$Q$是系统吸收的热量，$W$是系统对外做的功。
从a到b：${Q}_{ab}=300J$ ,${W}_{ab}=120J$
根据$\Delta {U}_{ab}={Q}_{ab}-{W}_{ab}$,可得$\Delta {U}_{ab}=300J-120J=180J$。
步骤 2：确定从状态b到状态a的内能变化
因为内能是状态函数，$\Delta {U}_{ba}=-\Delta {U}_{ab}=-180J$。
步骤 3：确定从状态b到状态a的热量传递
从b到a：${W}_{ba}=-80J$（外界对系统做功，功为负）。
根据$\Delta {U}_{ba}={Q}_{ba}-{W}_{ba}$，可得${Q}_{ba}=\Delta {U}_{ba}+{W}_{ba}=-180J-80J=-100J$。