-3 两个相同的刚性容器,一个盛有氢气,一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体).开始时它们的压强和温度都相同,现将3J热量传给氦气,使之升高到一定的温度.若使氢气也升高同样的温度,则应向氢气传递热量为( )A. 6JB. 3 JC. 5 JD. 10 J

考查要点：本题主要考查理想气体的内能变化与热量传递的关系，以及不同气体的定容摩尔热容计算。

解题核心思路：

1. 刚性容器体积不变，故气体做功为零，传递的热量等于内能变化（$Q = \Delta U$）。
2. 内能变化公式：$\Delta U = n C_v \Delta T$，其中$C_v$为定容摩尔热容。
3. 刚性分子气体的$C_v$：单原子气体（如氦气）$C_v = \frac{3}{2}R$，双原子气体（如氢气）$C_v = \frac{5}{2}R$。
4. 关键推导：通过氦气的热量传递计算温度变化$\Delta T$，再代入氢气的$C_v$求出所需热量。

步骤1：确定气体的物质的量

两容器体积、压强、温度相同，由理想气体状态方程$PV = nRT$可知，氦气和氢气的物质的量$n$相等。

步骤2：分析氦气的热量传递

氦气为单原子刚性分子，$C_v = \frac{3}{2}R$。传递的热量为：
$Q_{\text{He}} = n C_v \Delta T = 3 \, \text{J}$

步骤3：计算氢气的热量传递

氢气为双原子刚性分子，$C_v = \frac{5}{2}R$。传递的热量为：
$Q_{\text{H}_2} = n C_v \Delta T = Q_{\text{He}} \cdot \frac{C_{v,\text{H}_2}}{C_{v,\text{He}}} = 3 \cdot \frac{\frac{5}{2}R}{\frac{3}{2}R} = 5 \, \text{J}$