Question

圖（a）所示絕熱氣缸（氣體與外界無熱交換）內封閉一定質量的理想氣體，電熱絲通電前后，改變氣體參量分別得到兩條等溫線．待氣體狀態穩定后陸續取走活塞上方部分物體，又得到一氣體變化圖線．則在圖（b）中能正確反映上述三個變化過程的圖線是（ ）

A．ab  cd和ad
B．ab  cd和cb
C．ab  ad和 ac
D．cd  ab和bd

Answer 1

【答案】分析：由理想氣體狀態方程PV=CT，其中C為常量，可知溫度T越越高，PV乘積越大，其反比函數圖線離原點越遠，而且不可能相交（若相交的話，溫度就相同了）．
根據熱力學第一定律△U=Q+W，絕熱膨脹，氣體對外做功，內能減小，溫度會降低．
解答：解：1、根據理想氣體狀態方程，得到：T=PV，C為常量，由此可知PV乘積越大，溫度就越大，其反比函數圖線離原點越遠，而且不可能相交．
電熱絲通電前，氣體的溫度低，通電后，溫度變高，很顯然ab是通電前的氣體曲線，cd是通電后的氣體曲線．
2、那么穩定后，就應當是從cd曲線上開始變化，那么這個變化過程就是cb或者da．
cb過程是一個體積增大而壓強變小的過程，da過程是一個體積減小而壓強變大的過程．
很顯然，當陸續取走活塞上方部分物體的時候，根據受力平衡就知道，從內部氣體對板的力是減小的，即壓強變小了，因此只能是cb這個減壓擴容過程．
而且，根據熱力學第一定律可知，氣體絕熱膨脹對外界做功，內能減小，即溫度下降，只有cd符合．
由以上分析可知：通電前的曲線是ab，通電后的是cd，取走物體的是cb．
故選B．
點評：本題是熱學綜合題，涉及知識點較多，但主要考查了理想氣體狀態方程和熱力學第一定律，較難．