Question

这道大学物理题怎么做？

热学

Answer 1

根据热力学第一定律：▲U=Q+W。
根据题设条件，从状态I沿IAF到达状态F，有：▲U=Q1+W1=200+（-80）=120J。
（1）沿IBF，由于初末状态相同，因此▲U相同，由：▲U=Q2+W2，得到：
W2=▲U-Q2=120-144=-24J，系统对外做功24J。

（2）若沿FI返回，则▲U'=-▲U=-120J。由：▲U'=Q3+W3，得到：
Q3=▲U'-W3=-120-52=-172J，系统放出172J的热量。

（3）根据▲U=UF-UI，得到：UF=▲U+UI=120+40=160J。
（4）P-V图线围成的面积是做的功，因此，沿IB做的功为：W4=W1-W2=-80-(-24)=-56J，沿BF做的功为：W5=0。
沿IB，▲U''=UB-UI=Q4+W4，得到：Q4=UB-UI-W4=88-40-(-56)=-8J。系统放出8J的热量。
沿BF，▲U'''=UF-UB=Q5+W5，得到：Q5=UF-UB-W5=160-88-0=72J，系统吸收72J的热量。

Answer 2

由于状态I、F的内能是确定的，所以从状态I经不同路径到达状态F，系统的内能变化量相同。
根据热力学第一定律 ⊿E=W+Q(外界对系统做功时W为正值 ，外界传递给系统热量时Q为正值，系统内能增加时⊿E为正值)，从状态I经IAF到达状态F时，有内能变化量为 ⊿E=W1+Q1=(-80)+200=120 (焦耳)
(1)从I经IBF到达状态F时，有⊿E=W2+Q2 ，
即 120=W2+144，得 W2=-24(焦耳)
负号表示系统对外做功。
(2)当从状态F经曲线到达状态I时，有(-⊿E)=W3+Q3 ，即 -120=52+Q3 ，得 Q3=-172(焦耳)，负号表示系统放热。
(3)由⊿E=EF-EI 得系统在状态F的内能是
EF=⊿E+EI=120+40=160(焦耳)
(4)在(3)的条件下，从状态B沿直线到达F时，外界不做功，有 EF-EB=Q5，得 Q5=160-88=72(焦耳) ，正号表示系统吸热。
再根据前面从I经IBF到达状态F的过程中，系统总吸热 Q2=144焦耳，所以从I沿直线到B时系统吸热是 Q4=Q2-Q5=144-72=72(焦耳)，系统是吸热的。