气体内能公式
例题:如图,
一定量的理想气体从状态a(p₀,V₀,T₀)经热力学过程 ab、bc、ca后又回到状态 a。对于 ab、bc、ca 三个过程,下列说法正确的是()
A.ab过程中,气体始终吸热
B.ca 过程中,气体始终放热
C.ca过程中,气体对外界做功
D.bc过程中,气体的温度先降低后升高
E.bc过程中,气体的温度先升高后降低
【解析】
1.状态面积问题
问题①:温度最高点
由pv=nRT知:理想气体p-v图的状态面积大小表示温度高低,b、c两点的状态面积相等,b、c两点处于同一等温线上。
b→c过程中,状态面积先增大后减小,所以温度先升高后降低。
温度最高点:p=f(v)=3-v,
pv=nRT,温度最高,求pv的最大值,pv=(3-v)v,当v=3/2时,pv最大,温度最高。
问题②:b→c过程吸热还是放热
b→c整体过程:b、c温度相同,内能相等,△U=0。
△U=W Q=0,b→c过程,体积增大,W0,总的为吸热过程。
b→c过程中是否存在一小段吸热过程呢?
理想单原子气体的内能公式U=3nRT/2=3PV/2。
Q=△U W
可以利用数学微积分知识判断Q的正负性。
2.过程面积问题
p-v图像的过程面积表示功W,体积增大,W0。
例题:一定质量的理想气体处于某一初状态.现在要使气体的温度经过状态变化后回到初状态的温度,下列过程能否实现?
(1)先保持压强不变,而使它的体积减小,接着保持体积不变而减小压强.(提示见图甲)
(2)先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使体积膨胀.(提示见图乙)
图甲不可以实现,图乙可以实现。