(5分)如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为 2…——2018 高考物理第 14 题答案解析

2018_江苏卷

2018 江苏 第 14 题 解答题 区分题
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14.(5分)如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为 $2 . 0 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ,经历A→B→C$ \mathbf { A }$ 的过程,整个过程中对外界放出61.4J热量。求该气体在A→B过程中对外界所做的功。

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【考点】8F:热力学第一定律;99:理想气体的状态方程

【专题】15:简答题;25:归纳猜想题;32:定量思想;4B:图析法;54B:理想气体状态方程专题【分析】整个过程中,外界对气体做功等于AB段和CA段做功之和,BC段气体发生等容变化,不做功。再对整个过程,运用热力学第一定律列式,即可求解。【解答】解:整个过程中,外界对气体做功 $\mathrm { W = W _ { A B } + W _ { C A } } .$ CA段发生等压变化,有 $\mathrm { W _ { C A } = p _ { A } \ ( \mathrm { V _ { C } - V _ { A } ) } }$ 整个过程,由热力学第一定律得 $\scriptstyle \sum \mathrm { U = Q + W = 0 }$ ,得 $\mathrm { \Delta W _ { A B } = - \partial ( Q + W _ { C A } ) }$ 将 $\mathrm { p _ { A } } { = } 2 . 0 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ , $\mathrm { V } _ { \mathrm { C } } { = } 2 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ $\mathrm { V _ { A } } { = } 1 { \times } 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ ,Q=﹣61.4J代入上式解得 $\mathrm { W } _ { \mathrm { A B } }$ =﹣138.6J即气体在A→B过程中对外界所做的功是138.6J。答:气体在A→B过程中对外界所做的功是138.6J。【点评】本题考查了气体的等压变化和热力学第一定律,解决气体问题的关键是挖掘出隐含条件,知道 BC 段气体发生等容变化,外界对气体做功公式为 $\mathrm { W _ { C A } = p _ { A } \hbar \Omega ( V _ { C } - }$ $\mathrm { V _ { A } } )$ )。在运用热力学第一定律时要注意各个量的符号。

B.[选修 3-4](12 分)

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