题目
一个系统吸收了100 , (J)的热量,同时对外做了50 , (J)的功。根据热力学第一定律,系统的内能变化是多少?A. 减少50 , (J)B. 增加50 , (J)C. 减少100 , (J)D. 增加150 , (J)
一个系统吸收了$100 \, \text{J}$的热量,同时对外做了$50 \, \text{J}$的功。根据热力学第一定律,系统的内能变化是多少?
A. 减少$50 \, \text{J}$
B. 增加$50 \, \text{J}$
C. 减少$100 \, \text{J}$
D. 增加$150 \, \text{J}$
题目解答
答案
B. 增加$50 \, \text{J}$
解析
本题考查热力学第一定律的应用。解题思路是明确热力学第一定律的表达式,确定题目中系统吸收的热量和对外做功的正负,然后将相应数值代入公式进行计算,从而得出系统内能的变化量。
热力学第一定律的表达式为$\Delta U = Q - W$,其中$\Delta U$表示系统内能的变化量,$Q$表示系统吸收或放出的热量,$W$表示系统对外界做的功。
在本题中,系统吸收了$100 \, \text{J}$的热量,因为系统吸收热量,所以$Q$为正值,即$Q = 100 \, \text{J}$;系统对外做了$50 \, \text{J}$的功,所以$W = 50 \, \text{J}$。
将$Q = 100 \, \text{J}$和$W = 50 \, \text{J}$代入热力学第一定律表达式$\Delta U = Q - W$,可得:
$\Delta U = 100 \, \text{J} - 50 \, \text{J} = 50 \, \text{J}$
由于$\Delta U$为正值,这表明系统的内能增加了$50 \, \text{J}$。