Question

【題目】如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態A依次經過狀態B、C和D后再回到狀態A.其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環”．

(1)該循環過程中，下列說法正確的是________．

A．A→B過程中，外界對氣體做功

B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大

C．C→D過程中，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多

D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發生變化

(2)該循環過程中，內能減小的過程是__(選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環對外做的功是多少？

Answer 1

【答案】C; ;

【解析】

氣體的內能只與溫度有關，根據熱力學第一定律有△U=W+Q判斷氣體吸熱還是發熱；根據圖象利用理想氣體狀態方程對每一個過程進行分析即可。

(1) A項：A→B過程中，為等溫變化，則內能不變，體積增大，氣體對外界做功，故A錯誤；

B項：由于B→C為絕熱過程，由于體積增大，即氣體對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能減小，所以氣體溫度降低，即氣體分子平均動能減小，故B錯誤；

C項：由于C→D為等溫過程，分子平均動能不變，體積減小，分子密度增大，所以單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數增多，故C正確；

D項：D→A為絕熱過程，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，內能增大，氣體溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線會發生變化，故D錯誤。

(2) 該循環過程中，A→B溫度不變則內能不變；B→C過程中，溫度降低則內能減小；C→D過程中，為等溫變化，內能不變；D→A過程中，溫度升高，則內能增加；

故該循環過程中，內能減小的過程是B→C；

氣體完成一次循環時，內能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q 1 －Q 2 ＝(63－38) kJ＝25 kJ，根據ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25 kJ，即氣體對外做功25 KJ