高中 | 气体的等容变化 题目答案及解析

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选修3-3

第八章 气体

8.2 气体的等容变化和等压変化

气体的等容变化

如图,一定质量的理想气体,由$a$经过$ab$过程到达状态$b$或者经过$ac$过程到达状态$c$.设气体在状态$b$和状态$c$的温度分别为$T_{b}$$T_{c}$,在过程$ab$$ac$中吸收的热量分别为$Q_{ab}$$Q_{ac}$。则$(\quad\ \ \ \ )$

["

$T_{b}\\gt T_{c}$$Q_{ab}\\gt Q_{ac}$

","

$T_{b}\\gt T_{c}$$Q_{ab}\\lt Q_{ac}$

","

$T_{b}=T_{c}$$Q_{ab}\\gt Q_{ac}$

","

$T_{b}=T_{c}$$Q_{ab}\\lt Q_{ac}$

"]
[["C"]]

试题分析:设气体在$a$状态时的温度为$T_{a}$,由图可知:$V_{C}=V_{a}=V_{0}$$V_{b}=2\;\rm V_{0}=2\;\rm V_{a}$

①从$a$$b$是等压变化: $\dfrac{V_{a}}{T_{a}}=\dfrac{V_{b}}{T_{b}}$解得:$T_{b}=2T_{a}$

$a$$c$是等容变化:$\dfrac{P_{a}}{T_{a}}=\dfrac{P_{c}}{T_{c}}$,由于$P_{c}=2P_{0}=2P_{a}$解得:$T_{c}=2T_{a}$,所以:$T_{b}=T_{c}$

②因为从$a$$c$是等容变化过程,体积不变,气体不做功,故$a→c$过程增加的内能等于$a→c$过程吸收的热量;而$a→b$过程体积增大,气体对外做正功,由热力学第一定律可知$a→b$过程增加的内能大于$a→b$过程吸收的热量,$Q_{ac}\lt Q_{ab}$

故选:$\rm C$

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