题目
一系统从外界吸收一定的热量,则( )A. 系统的内能一定增加B. 系统的内能一定减少C. 系统的内能一定保持不变D. 系统的内能可能增加,也可能减少或保持不变
一系统从外界吸收一定的热量,则( )
A. 系统的内能一定增加
B. 系统的内能一定减少
C. 系统的内能一定保持不变
D. 系统的内能可能增加,也可能减少或保持不变
题目解答
答案
D. 系统的内能可能增加,也可能减少或保持不变
解析
本题考查热力学第一定律的应用,核心在于理解内能变化与热量、做功的关系。题目仅说明系统吸收热量,但未说明是否伴随做功。根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$($Q$ 为吸收的热量,$W$ 为外界对系统做的功),内能的变化由热量和做功共同决定。因此,需结合做功情况分析内能可能的变化趋势。
根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$:
- 热量吸收:题目中系统吸收热量 $Q > 0$。
- 做功情况:题目未说明系统是否对外做功或外界是否对系统做功,因此 $W$ 的符号和大小不确定。
- 若系统对外做功且 $W = -|W|$(例如气体膨胀对外做功),则 $\Delta U = Q - |W|$。此时:
- 若 $Q > |W|$,则 $\Delta U > 0$(内能增加);
- 若 $Q = |W|$,则 $\Delta U = 0$(内能不变);
- 若 $Q < |W|$,则 $\Delta U < 0$(内能减少)。
- 若系统对外做功且 $W = -|W|$(例如气体膨胀对外做功),则 $\Delta U = Q - |W|$。此时:
- 结论:由于 $W$ 的情况不确定,内能可能增加、减少或保持不变。