EJU 2004 年第 2 回 物理 第 8 题

考点
气体的状态变化与 p–V 图
领域
热学
难度
中等
标准答案
④

解析摘要

标准解析

先算四个状态,再连接过程

原图横轴为温度、纵轴为体积,不能直接把形状照搬到压强图。由 pV=RTpV=RT,以 A 为基准可得 p/p0=(T/T0)/(V/V0)p/p_0=(T/T_0)/(V/V_0)。AB 等容,温度从 T0T_0 升至 4T04T_0,故 B 压强为 4p04p_0。

BC 在 VV–TT 图中的延长线过原点,表示 V/TV/T 不变,即压强不变。因此 C 压强仍为 4p04p_0,体积加倍使温度达到 8T08T_0。DA 也在过原点直线上,压强与 A 相同;D 体积为 2V02V_0,温度便为 2T02T_0。

在 pp–TT 图中,AB 是等容的斜向右上直线,BC 水平向右,CD 是另一个等容过程的斜向左下直线,DA 水平向左。AB 的斜率较大,因为它的体积较小。

最后按 A→B→C→D→A 核对箭头。形状和坐标接近的图若方向相反,仍不能代表原来的状态变化。

新图中的两条斜边虽然都经过原点,却不属于同一条线。AB体积较小,单位温度产生的压强较大;CD体积较大,斜率较小。因此四点构成斜边不同斜率的路径,而非简单矩形。C的温度超过原图已标出的B温度;即使没有在横轴另写C数值,也可以根据等压过程的比例唯一推出,不能把C与B误放到同一条竖线上。

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