理想气体的状态变化图像结合热力学第一定律是高考中的重要考点,学生很容易得分,但在近期高三的某次大型考试中,出现了P-T图像的气体做功问题,学生错误率极高。一定质量的理想气体从状态a开始,经历ab、bc、cd、da回到原状态,其P-T图像如图所示,下列下列判断正确的是( )C.气体从c到d的过程中,吸收的热量大于内能的变化量D.气体从d到a的过程中气体对外界做的功,小于b到c的过程中外界对气体做功【试题分析】由热力学第一定律和理想气体实验定律(或理想气体状态方程)可以轻松分析出A对,B、C错误,题目的难度在D答案的分析,学生没有在此题上过多的思考,很多学生把此题当成P-V图像处理造成的错误。 此法将气体做功或者外界对气体做功转化为W=P△V是关键。 将气体对外做功或者外界对气体做功转化为W=P△V是解决此类问题的关键。方法3:将P-T图像转换为P-V图像:P-V图像与横轴V所围的面积表示气体在此过程中做功。答案D比较气体从d到a的过程中气体对外界做的功与b到c的过程中外界对气体做功的大小关系,就是比较Sdahg与Sbcgi的大小关系,Sdahg= Seaho-- Sedog, Sbcgi=Sbfoi--Scfog,气体从a到b的过程,等温变化,PaVa=PbVb,即Seaho= Sbfoi,Sedog>Scfog,(也可以从P-V图像中得出PdVd>PcVc,即Sedog>Scfog),故Sdahg<Sbcgi,也就是说d到a的过程中气体对外界做的功小于b到c的过程中外界对气体做功。 先将气体对外做功或者外界对气体做功转化为W=P△V,再将W=P△V转化为P-V图中的面积是解决此类问题的关键。其实,这道题和2016·全国新课标Ⅱ卷选做题类似,或者是高考题的改编题,比高考题难度要大。高考原题如下:【2016·全国新课标Ⅱ卷】一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p–T图像如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是_____。 C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
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