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2　热力学第一定律
课后·训练提升
基础巩固
一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.下图是装有一定质量的理想气体的密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的(　　)
A.温度升高,内能增加600 J
B.温度升高,内能减少200 J
C.温度降低,内能增加600 J
D.温度降低,内能减少200 J
答案:A
解析:根据热力学第一定律,气体内能增量ΔU=W+Q=800J-200J=600J,对于一定质量的理想气体,内能增加温度必然升高,故选项A正确。
2.如图所示,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中下列说法正确的是(　　)
A.气体温度一直降低
B.气体内能一直减小
C.气体一直从外界吸热
D.气体一直向外界放热
答案:C
解析:由题图知气体的pV值一直增大,由=C知气体的温度一直升高,选项A错误;一定量的理想气体内能只跟温度有关,温度一直升高,气体的内能一直增加,选项B错误;气体的体积增大,则气体一直对外做功,气体的内能一直增加,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体一直从外界吸热,选项C正确,D错误。
3.下图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中(　　)
A.外界对气体做功,气体内能增加
B.外界对气体做功,气体内能减少
C.气体对外界做功,气体内能增加
D.气体对外界做功,气体内能减少
答案:A
解析:M筒向下滑动的过程中压缩气体,对气体做功,又由于气体不与外界发生热交换,根据热力学第一定律可知气体的内能增加,选项A正确。
4.水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体(　　)
A.压强变大
B.对外界做功
C.向外界放热
D.分子平均动能变大
答案:B
解析:研究储水罐内封闭的气体,在温度不变时,pV=C,C为常数,气体体积变大,压强变小,选项A错误;气体体积变大,对外做功,选项B正确;温度不变,内能不变,ΔU=0,根据热力学第一定律,ΔU=W+Q,气体体积变大,W为负值,则Q为正值,气体吸热,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,温度不变,平均动能不变,选项D错误。
二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)
5.如图所示,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中,下列说法正确的是(　　)
A.外界对气体做功,气体内能增加
B.气体温度不变,气体内能不变
C.气体压强逐渐增大,气体放出热量
D.气体体积逐渐减小,气体吸收热量
答案:BC
解析:一定质量的理想气体内能仅与温度有关,温度不变则内能不变;由于用外力作用在活塞上,使其缓慢下降过程中环境温度保持不变,则气体温度不变、内能不变;根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,外界对气体做功,气体要放出热量;根据理想气体的状态方程=C可知,气体体积减小,压强增大,故选项B、C正确,A、D错误。
6.如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时(　　)
A.体积必然变大
B.有可能经过体积减小的过程
C.外界必然对气体做正功
D.气体必然从外界吸热
答案:ABD
解析:连接OA、OB,得到两条等容线,根据p=T,故有VB>VA,即气体从状态A变化到状态B时体积变大,选项A正确。由于没有限制自状态A变化到状态B的过程,所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到状态B,选项B正确。因为气体体积增大,所以是气体对外界做功,选项C错误。因为气体对外界做功,而气体的温度又升高,内能增大,由热力学第一定律知气体一定从外界吸热,选项D正确。
三、非选择题
7.如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历状态b到达状态c,已知一定质量的理想气体的内能与温度满足U=kT(k为常数),该气体在状态a时温度为T0,求:
(1)气体在状态c时的温度;
(2)气体从状态a到达状态c过程中从外界吸收的热量。
答案:(1)9T0　(2)8kT0+6p0V0
解析:(1)由理想气体状态方程
代入数据可得 Tc=9T0。
(2)设气体从状态a到状态c过程中,外界对气体做功为W,气体吸热为Q
依题意可知Ua=kT0,Uc=9kT0
由热力学第一定律,有ΔU=Uc-Ua=Q+W
其中外界对气体做功W=-3p0(Vc-Vb)
联立可得Q=8kT0+6p0V0。
能力提升
一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.气体膨胀对外做功100 J,同时从外界吸收了120 J的热量,它的内能的变化是(　　)
A.减小20 J B.增大20 J
C.减小220 J D.增大220 J
答案:B
解析:由热力学第一定律得ΔU=W+Q=-100J+120J=20J,则气体内能增加了20J,故选项B正确。
2.右图为某同学设计的一个简易温度计,一根透明吸管插入导热良好的容器,连接处密封,在吸管内注入一小段油柱,外界大气压保持不变。将容器放入热水中,观察到油柱缓慢上升,下列说法正确的是(　　)
A.气体对外做的功大于吸收的热量
B.气体对外做的功等于吸收的热量
C.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大
D.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变
答案:D
解析:气体温度升高,内能变大,根据ΔU=Q+W可知,气体对外做的功小于吸收的热量,选项A、B错误;气体的压强保持不变,则容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力不变,选项C错误,D正确。
3.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一材料制作,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始时水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等,则(　　)
A.A球吸收的热量较多
B.B球吸收的热量较多
C.两球吸收的热量一样多
D.无法确定
答案:B
解析:水和水银的初温相同(两球的初温相同),当两液体温度同时缓缓地升高同一值,两者的末温相同,所以内能变化相同,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,吸收的热量除了使内能增加相同的量外还要克服液体的压力做功,由于水银的密度比水的密度大,所以B球吸收的热量较多,故选项B正确。
4.如图所示,内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上,开口向下,用活塞封闭着一定质量的理想气体。开始时封闭气体的热力学温度为T0,活塞到汽缸底部的距离为l。已知外界大气压强为p,重力加速度为g,活塞的半径为、质量为。由于外界气温较低,封闭气体的温度缓慢下降,封闭气体在温度下降至的过程中,对外界放出的热量为Q,这一过程中封闭气体的内能减少量为(　　)
A.πp0l3-Q
B.Q-πp0l3
C.Q+πp0l3
D.Q-πp0l3
答案:B
解析:对活塞有p0π=mg+pπ
由题意知 m=
解得封闭气体的压强为p=
又
得活塞上升的距离h=l-l'=
外界对封闭气体做的功W=pπh=πp0l3
由热力学第一定律得封闭气体内能的减少量为Q-πp0l3。故选项B正确。
二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)
5.一定质量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2×104 J,气体对外界做功1.0×104 J,则该理想气体的(　　)
A.密度增大
B.内能变大
C.分子的平均动能变小
D.温度升高
答案:BD
解析:气体对外界做功,则体积变大,密度减小,选项A错误;气体吸收的热量大于气体对外做功,根据热力学第一定律,则气体内能变大,温度升高,分子的平均动能变大,选项C错误,B、D正确。
6.一定质量的理想气体,由初始状态A开始,状态变化按图中的箭头所示方向进行,最后又回到初始状态A。对于这个循环过程,下列说法正确的是(　　)
A.由A→B,气体的分子平均动能增大,吸收热量
B.由B→C,气体的分子数密度增大,内能减小,吸收热量
C.由C→A,气体的内能减小,放出热量,外界对气体做功
D.经过一个循环过程后,气体内能不变,外界对气体做功
答案:AC
解析:由A→B,气体的pV乘积变大,则温度升高,气体的分子平均动能增大,气体的内能增加,ΔU>0,体积变大,对外做功,W<0,根据热力学第一定律可知Q>0,气体吸收热量,选项A正确。由B→C,气体的体积不变,则分子数密度不变,气体的pV乘积变小,则温度降低,内能减小,ΔU<0,由于气体体积不变,则W=0,根据热力学第一定律可知Q<0,气体放出热量,选项B错误。由C→A,气体压强不变,气体的pV乘积变小,则温度降低,气体的内能减小,ΔU<0,气体体积减小,则外界对气体做功,W>0,根据热力学第一定律可知Q<0,即气体放出热量,选项C正确。经过一个循环过程后,气体温度不变,则内能不变;因A→B气体对外做功,在数值上等于四边形ABDE的面积;在B→C气体体积不变,则W=0;在C→A气体体积减小,外界对气体做功,数值上等于四边形ACDE的面积,则整个过程中气体对外做功大于外界对气体做功,整个过程中气体对外界做功,选项D错误。
三、非选择题
7.如图所示,绝热汽缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量m0=200 kg,活塞质量m=10 kg,活塞面积为S=100 cm2,l=20 cm。绝热活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气,此时,缸内气体的温度为27 ℃,活塞位于汽缸正中,整个装置都静止。在汽缸内部有一个阻值R=3 Ω的电阻丝(图中没画出),电阻丝两端的电压U=12 V。接通电源10 s后断开,活塞恰好静止在缸口AB处。已知大气压恒为p0=1.0×105 Pa,重力加速度g取10 m/s2,若电阻丝产生的热量全部被气体吸收,求:
(1)活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时,缸内气体的温度为多少摄氏度;
(2)从接通电源到活塞恰好静止在缸口AB处的过程中理想气体的内能变化量。
答案:(1)327 ℃　(2)180 J
解析:(1)由题意可知,气体的体积增大为2倍,气体发生等压变化,
由盖-吕萨克定律得
解得T=2T0=600K
缸内气体温度为t2=(600-273)℃=327℃。
(2)对汽缸,由平衡条件得m0g+p0S=pS
解得p=3.0×105Pa
活塞相对汽缸缓慢移动到缸口AB处中,气体对汽缸做功,则有W=-Fh=-Fl,F=pS
代入数据可得W=-300J
电阻丝在10s内产生的热量
Q=·t=×10J=480J
由热力学第一定律得
ΔU=Q+W=480J-300J=180J
即气体的内能增大180J。(共44张PPT)
2　热力学第一定律
课前·基础认知
课堂·重难突破
素养·目标定位
随堂训练　
模型方法·素养提升
素养 目标定位
目 标 素 养
1.理解热力学第一定律及其表达式。
2.学会运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。
3.能利用热力学第一定律进行相关计算。
知 识 概 览
课前·基础认知
一、热力学第一定律
1.改变内能的两种方式。
做功与热传递。两者在改变系统内能方面是　等效　的。
2.热力学第一定律。
(1)内容:一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式:　ΔU=Q+W　。
微思考 物体的内能不变,能否说明外界既没有对物体做功,也没有发生热传递
提示:不能。可能是外界对物体做的功等于物体放出的热量(或物体吸收的热量等于物体对外界做的功)。
二、 热力学第一定律的应用
1.对公式ΔU=Q+W符号的规定。
2.应用热力学第一定律解题的一般步骤。
(1)首先应明确研究对象是哪个物体(或系统)。
(2)分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量,外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功。
(3)根据热力学第一定律ΔU=Q+W列出方程进行求解。
(4)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况。
微判断 (1)系统内能增加,一定是系统从外界吸收了热量。
(　　)
(2)系统从外界吸收热量5 J,内能可能增加5 J。(　　)
(3)系统内能减少,一定是系统对外界做了功。(　　)
(4)气体被压缩的过程中,外界对气体做功,则气体内能一定增加。(　　)
(5)物体与外界不发生热交换,物体的内能也可能变化。(　　)
×
√
×
×
√
课堂·重难突破
重难归纳
1.热力学第一定律的理解。
热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况,因此为了区别以上两种情况,在应用ΔU=Q+W进行计算时,应注意它们的正、负号。
(1)外界对系统做功,W>0,即W为正值;系统对外界做功,也就是外界对系统做负功,W<0,即W为负值。
热力学第一定律的理解及应用
(2)外界对系统传递热量,也就是系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值;外界从系统吸收热量,也就是系统向外界放出热量,Q<0,即Q为负值。
(3)系统内能增加,ΔU>0,即ΔU为正值;系统内能减少,ΔU<0,即ΔU为负值。
2.热力学第一定律的几种典型应用。
(1)若过程是绝热的,即Q=0,则W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量。
(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加量。
(3)若过程中物体的始、末内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。
如图所示,消防车停于水平地面,在缓
慢放水的过程中,若车胎不漏气且胎
内气体温度不变,不计分子间的势能,
试分析气体的吸、放热情况。
提示:由于车胎内气体温度不变,故气体分子的平均动能不变,内能不变。放水过程中气体体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,车胎内气体吸热。
典例剖析
1.(多选)如图所示,质量为m的活塞
将一定质量的理想气体封闭在汽缸
内,活塞与汽缸之间无摩擦,a状态是
汽缸放在冰水混合物中气体达到的
平衡状态,在活塞上加一质量为m的
砝码,经过Ⅰ过程达到b平衡状态,再
将汽缸从容器中移出后,经过过程Ⅱ在室温(27 ℃)中达到c平衡状态,已知大气压强保持不变。
下列说法正确的是(　　)
A.过程Ⅰ中理想气体从外界吸收热量
B.过程Ⅱ中理想气体从外界吸收热量
C.c状态与a状态相比,c状态的气体对活塞的作用力较大
D.理想气体在b状态的内能大于在a状态的内能
答案:BC
解析:过程Ⅰ中外界对气体做功,即W>0,温度不变,内能不变,即ΔU=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,可得Q<0,所以理想气体放出热量,故A错误;过程Ⅱ中理想气体对外做功,即W<0,从0 ℃的环境中移到室温(27 ℃)中,温度升高,内能增大,即ΔU>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,可得Q>0,所以理想气体从外界吸收热量,故B正确;根据平衡条件得p0S+mg=pS,可知c状态气体的压强大于a状态气体的压强,所以c状态的气体对活塞的作用力较大,故C正确;理想气体在b状态的温度等于在a状态的温度,根据理想气体的内能只与温度和分子个数有关,所以理想气体在b状态的内能等于在a状态的内能,故D错误。
2.一定质量的气体从外界吸收了4.2×105 J的热量,同时气体对外做了6×105 J的功。
(1)物体的内能是增加还是减少 变化量是多少
(2)分子势能是增加还是减少
(3)分子的平均动能是增加还是减少
答案:(1)减少　1.8×105 J　(2)增加　(3)减少
解析:(1)气体从外界吸收的热量为Q=4.2×105 J
气体对外做功W=-6×105 J
由热力学第一定律得ΔU=W+Q=(-6×105 J)+4.2×105 J
=-1.8×105 J
ΔU为负,说明气体的内能减少了,气体内能减少了1.8×105 J。
(2)因为气体对外做功,所以气体的体积膨胀,分子间的距离增大了,分子力做负功,气体分子势能增加了。
(3)因为气体内能减少,同时气体分子势能增加,
所以气体分子的平均动能一定减少了。
特别提醒 1.当做功和热传递同时发生时,物体的内能可能增加,也可能减小,还可能保持不变。
2.物体内能发生变化可能是由做功引起的,也可能是由热传递引起的,还可能是两者共同作用的结果。
学以致用
(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图像如图所示。下列判断正确的是(　　)
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于
气体所放的热
D.a、b和c三个状态中,状态a分子的
平均动能最小
AD
解析:由p-T图像可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab一定吸热,选项A正确;过程bc温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误;过程ca压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,由p-T图像可知,a状态气体温度最低,则平均动能最小,选项D正确。
模型方法 素养提升
热力学第一定律在理想气体状态变化中的应用——科学思维培养
方法归纳
1.理想气体状态变化的几种特殊情况。
(1)绝热过程:Q=0,则ΔU=W,系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或系统对外界)做的功。
(2)等容过程:W=0,则ΔU=Q,物体内能的增加(或减少)量等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量。
(3)等温过程:一定质量理想气体的内能不变,即ΔU=0,则W=
-Q(或Q=-W),外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功)。
2.判断气体是否做功的方法。
一般情况下看气体的体积是否变化。
(1)若气体体积增大,表明气体对外界做功,W<0。
(2)若气体体积减小,表明外界对气体做功,W>0。
3.热力学第一定律与理想气体状态方程结合问题的分析思路。
(1)利用体积的变化分析做功情况。气体体积增大,气体对外界做功;气体体积减小,外界对气体做功。
(2)利用温度的变化分析理想气体内能的变化。一定质量的理想气体的内能仅与温度有关,温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。
(3)利用热力学第一定律判断是吸热还是放热。
由热力学第一定律ΔU=W+Q,则Q=ΔU-W,若已知气体的做功情况和内能的变化情况,即可判断气体状态变化是吸热过程还是放热过程。
如图所示,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。说明该部分气体在自由扩散和被压缩过程中,气体对外做功和内能变化的情况。
提示:气体向真空膨胀时不受阻碍,气体不对外做功,气体被压缩的过程中,气体对外界做负功。
气体向真空膨胀时不受阻碍,气体不对外做功,由于汽缸是绝热的,没有热交换,所以气体扩散后内能不变,气体被压缩的过程中,气体对外做负功,且没有热交换,根据热力学第一定律,气体的内能增大。
典例剖析
一定质量的理想气体,状态在A→B→C→D→A过程中的变化可用如图所示的p-V图线描述,其中DA为等温线,气体在状态A时温度为TA=300 K。
(1)求气体在状态C时的温度TC。
(2)若气体在A→B过程中吸热1 000 J,
则在A→B过程中气体内能如何变化
变化了多少
答案:(1)375 K　(2)气体内能增加了400 J
解析:(1)DA为等温线,则TD=TA=300 K
(2)气体由A到B为等压变化,
则W=-pΔV=-2×105×3×10-3 J=-600 J
由热力学第一定律得ΔU=Q+W=1 000 J-600 J=400 J
气体内能增加了400 J。
规律总结 热力学第一定律与理想气体状态方程结合问题要做好两类分析。
学以致用
(多选)如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是(　　)
A.汽缸内气体的内能保持不变
B.汽缸内气体的内能不断减小
C.气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量
D.气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量
AD
解析:被封闭气体温度不变,故汽缸内气体的内能保持不变,选项A正确,B错误;温度不变,内能不变,体积增大,对外做功,根据ΔU=W+Q,可知气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量,选项D正确,C错误。
随堂训练
1.关于热力学定律,下列说法正确的是(　　)
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功,气体内能一定发生改变
C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
答案:D
解析:气体吸收热量,同时对外做功,如二者相等,则内能可能不变,所以气体吸热后温度不一定升高,选项A错误;做功和热传递都能改变内能,若对气体做功,气体同时释放热量,则内能可能不变,选项B错误;根据理想气体的状态方程可知,理想气体等压膨胀过程中压强不变,体积增大,则气体的温度一定升高,所以气体的内能增大,吸收热量,选项C错误;根据热平衡定律可知,如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,选项D正确。
2.若某种理想气体初态时具有200 J内能,膨胀过程中对外做功50 J,同时吸收了30 J的热量。则气体末状态的内能为
(　　)
A.280 J B.230 J
C.220 J D.180 J
答案:D
解析:根据热力学第一定律可知U2=U1+W+Q=200 J-50 J+30 J =180 J,故选项D正确,A、B、C错误。
3.一定质量的理想气体(不计分子势能),可能发生的过程是
(　　)
A.气体等温压缩,气体内能增大
B.气体等容放热,气体压强减小
C.气体等容吸热,气体温度不变
D.气体等温膨胀,气体内能减少
答案:B
解析:气体等温压缩,温度不变,则气体内能不变,选项A错误;气体等容放热,则W=0,Q<0,根据ΔU=W+Q,则ΔU<0,温度降低,根据 =C可知,气体压强减小,选项B正确;气体等容吸热,则W=0,Q>0,根据ΔU=W+Q,则ΔU>0,温度升高,选项C错误;气体等温膨胀,温度不变,则气体内能不变,选项D错误。
4.(多选)一封闭容器中装有一定质量的理想气体,当气体被压缩时(容器壁与外界没有热量交换)(　　)
A.气体对外界做功 B.气体内能不变
C.气体温度升高 D.气体压强增大
答案:CD
解析:当气体被压缩时,外界对气体做功,即W>0;因容器壁与外界没有热量交换,则Q=0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,ΔU>0,即气体内能增加,温度升高;根据 =C可知,V减小,T变大,则压强p变大,故选项C、D正确,A、B错误。
5.一定质量的理想气体,状态由a变到b,再由b变到c,其压强和体积的关系如图所示,根据p- 图像,下列说法正确的是
(　　)
A.由a变到b,温度升高,放热
B.由a变到b,温度降低,放热
C.由b变到c,温度不变,放热
D.由b变到c,温度不变,吸热
答案:C
解析:由a变到b,气体发生等容变化,压强增大,根据查理定律可知,气体温度升高,则内能增大,再根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,因气体不做功,内能增大,则气体吸热,故选项A、B错误;由b变到c,由题图可知,气体发生等温变化,温度不变,内能不变,体积减小,则外界对气体做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体放热,故选项C正确,D错误。

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