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1.(15分)(全国甲卷) (1)(5分)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pT图像如图1所示。其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是________。
图1
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
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
(2)(10分)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
解析:(1)由ac的延长线过原点O知,直线Oca为一条等容线,气体在a、c两状态的体积相等,选项A正确;理想气体的内能由其温度决定,故在状态a时的内能大于在状态c时的内能,选项B正确;过程cd是等温变化,气体内能不变,由热力学第一定律知,气体对外放出的热量等于外界对气体做的功,选项C错误;过程da气体内能增大,从外界吸收的热量大于气体对外界做的功,选项D错误;由理想气体状态方程知:====C,即paVa=CTa,pbVb=CTb,pcVc=CTc,pdVd=CTd。设过程bc中压强为p0=pb=pc,过程da中压强为p0′=pd=pa。由外界对气体做功W=p·ΔV知,过程bc中外界对气体做的功Wbc=p0(Vb-Vc)=C(Tb-Tc),过程da中气体对外界做的功Wda=p0′(Va-Vd)=C(Ta-Td),Ta=Tb,Tc=Td,故Wbc=Wda,选项E正确。
(2)设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。