题目
如图所示,AB、DC是绝热过程,CEA是等温过程,BED是任意过程,组成一个循环。若图中EDCE所包围的面积为70J。EABE所包围的面积为30J,过程中系统放热100J。求BED过程中系统吸热为多少。p D-|||-A-|||-E-|||-C-|||-B-|||-0 () 1
如图所示,AB、DC是绝热过程,CEA是等温过程,BED是任意过程,组成一个循环。若图中EDCE所包围的面积为70J。EABE所包围的面积为30J,过程中系统放热100J。求BED过程中系统吸热为多少。

题目解答
答案
BED过程中系统吸热140J
解析
考查要点:本题主要考查热力学循环过程中的能量转换关系,涉及热力学第一定律和p-V图中面积的物理意义。
解题核心思路:
- 明确循环的净功:在p-V图中,闭合路径包围的面积代表循环的净功。需注意路径方向(顺/逆时针)对面积符号的影响。
- 应用热力学第一定律:整个循环的净功等于吸收的热量与放出的热量的代数差($\Delta U=0$)。
- 分解循环过程:将大循环分解为已知面积的小循环,通过面积差计算总净功。
破题关键点:
- 确定面积符号:EDCE和EABE的面积需根据路径方向判断符号,假设EDCE为顺时针(面积为$+70\,\text{J}$),EABE为逆时针(面积为$-30\,\text{J}$)。
- 总净功计算:总净功为两区域面积代数和,即$70\,\text{J} -30\,\text{J}=40\,\text{J}$。
- 热量关系:总净功等于吸热与放热的差,结合题目中放热$100\,\text{J}$,可求出BED过程的吸热量。
步骤1:计算循环的净功
在p-V图中,闭合路径的面积代表循环的净功。
- EDCE区域:面积为$70\,\text{J}$,假设路径为顺时针,故净功为$+70\,\text{J}$。
- EABE区域:面积为$30\,\text{J}$,假设路径为逆时针,故净功为$-30\,\text{J}$。
- 总净功:
$W_{\text{net}} = 70\,\text{J} -30\,\text{J} =40\,\text{J}.$
步骤2:应用热力学第一定律
整个循环中,内能变化$\Delta U=0$,根据热力学第一定律:
$Q_{\text{总}} = W_{\text{net}},$
其中$Q_{\text{总}} = Q_{\text{吸}} - Q_{\text{放}}$。
题目中给出$Q_{\text{放}}=100\,\text{J}$,代入得:
$40\,\text{J} = Q_{\text{吸}} -100\,\text{J},$
解得:
$Q_{\text{吸}} =140\,\text{J}.$
步骤3:确定BED过程的吸热量
在循环中,绝热过程无热交换($Q_{AB}=Q_{DC}=0$),等温过程的热量与体积变化方向相关。
由于题目未明确等温过程CEA的吸/放热方向,但最终总吸热仅由BED过程贡献(隐含BED为唯一吸热过程),故BED过程的吸热量即为$Q_{\text{吸}}=140\,\text{J}$。