0．一定质量的理想气体从状态a经过不同过程分别到达状态b、c、d、e，它们的p-V图如图所示，其中ab是等容过程，ac是绝热过程（与外界无热量交换），ad是等温过程，ae是等压过程。问：

（1）哪些过程气体的温度升高？哪些不变？哪些降低？

（2）哪些过程气体的内能增加？哪些不变？哪些降低？

（3）哪些过程气体对外做功？哪些功大？哪些功小？

（4）哪些过程气体与外界有热量交换？是从外界吸收热量，还是向外界放出热量？

【答案】

（1）气体温度的变化可根据理想气体状态方程由pV的变化判定。

因为b、c点处的pV值比a点处的小；d处的pV值与a点处的相同；e处的pV值比a点处的大，而pV是与气体的（绝对）温度成正比，所以过程ac、ab中温度降低；ad中不变；ae中升高。

（2）气体内能的变化可根据温度的变化判定。

从上面的结果可知，过程ac、ab中内能减少；ad中不变；ae中增加。

（3）气体做功的情况可从它的p-V图线与V轴所围面积的大小判定，功昀正负号可从气体体积的变化判定。体积增加时，气体对外界做功；体积减小时，外界对气体做功。

因此，过程ac、ad、ae中气体对外做功；其中ae做功最大，ad次之，ac最小。过程ab中气体不对外界做功。

（4）气体与外界交换热量的情况可根据热力学第一定律：Q＝ΔU－W，由内能的变化及做功的情况判定。

对于过程ab，W＝0，ΔU＜0，所以Q＜0，即气体向外界放热。ac是绝热过程，所以Q＝0，与外界无热量交换。对于ad，W＜0，ΔU＝0，所以Q＞0；对于ae，W＜0，ΔU＞0，所以Q＞0，可见在过程ad、ae中，气体都从外界吸收热量。

 

0．阅读以下材料，并回答问题。

汽车发动机将汽油或柴油中的部分内能（化学能）转化为机械能是一种“热变功的过程”，其效率受到热力学第二定律的制约，发动机可能达到的理论效率大约是40%。然而，由于不完全燃烧、产生NO₂、发动机中的摩擦力，以及通过发动机外壳的热损耗，实际效率往往不到25%。下图为一辆在高速公路上匀速行驶的小汽车内典型的能量流动图[摘自（美）霍布森著，秦克诚等译：物理学：基本概念及其与方方面面的联系，上海科技出版社（2001）]

问题：

（1）这辆汽车发动机的效率是多少？

（2）调查你班级同学家中共有几辆汽车？每年大约消耗多少汽油？假定每辆汽车发动机的平均实际效率是0.15，则每年共“浪费”多少汽油？

【答案】

（1）0.13

（2）略