题目
一定量的某种理想气体,分别从同一状态开始经历等压,等体,等温过程。若气体在上述过程中吸收的热量相同,则对外做功最多的过程是()A. 等压过程B. 等体过程C. 等温过程D. 不能确定
一定量的某种理想气体,分别从同一状态开始经历等压,等体,等温过程。若气体在上述过程中吸收的热量相同,则对外做功最多的过程是()
A. 等压过程
B. 等体过程
C. 等温过程
D. 不能确定
题目解答
答案
C. 等温过程
解析
步骤 1:理解热力学第一定律
热力学第一定律表明,系统吸收的热量等于系统内能的增加和对外做的功之和。即:\(Q = \Delta U + W\),其中 \(Q\) 是热量,\(\Delta U\) 是内能变化,\(W\) 是对外做的功。
步骤 2:分析等压过程
在等压过程中,气体的压强保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当压强 \(P\) 不变时,体积 \(V\) 的变化与温度 \(T\) 的变化成正比。因此,等压过程中,气体吸收的热量一部分用于增加内能,另一部分用于对外做功。
步骤 3:分析等体过程
在等体过程中,气体的体积保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当体积 \(V\) 不变时,压强 \(P\) 的变化与温度 \(T\) 的变化成正比。因此,等体过程中,气体吸收的热量全部用于增加内能,不对外做功。
步骤 4:分析等温过程
在等温过程中,气体的温度保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当温度 \(T\) 不变时,压强 \(P\) 的变化与体积 \(V\) 的变化成反比。因此,等温过程中,气体吸收的热量全部用于对外做功,内能不变。
步骤 5:比较三种过程
根据上述分析,等体过程中气体吸收的热量全部用于增加内能,不对外做功;等压过程中气体吸收的热量一部分用于增加内能,另一部分用于对外做功;等温过程中气体吸收的热量全部用于对外做功,内能不变。因此,当气体在上述过程中吸收的热量相同时,等温过程对外做功最多。
热力学第一定律表明,系统吸收的热量等于系统内能的增加和对外做的功之和。即:\(Q = \Delta U + W\),其中 \(Q\) 是热量,\(\Delta U\) 是内能变化,\(W\) 是对外做的功。
步骤 2:分析等压过程
在等压过程中,气体的压强保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当压强 \(P\) 不变时,体积 \(V\) 的变化与温度 \(T\) 的变化成正比。因此,等压过程中,气体吸收的热量一部分用于增加内能,另一部分用于对外做功。
步骤 3:分析等体过程
在等体过程中,气体的体积保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当体积 \(V\) 不变时,压强 \(P\) 的变化与温度 \(T\) 的变化成正比。因此,等体过程中,气体吸收的热量全部用于增加内能,不对外做功。
步骤 4:分析等温过程
在等温过程中,气体的温度保持不变。根据理想气体状态方程 \(PV = nRT\),当温度 \(T\) 不变时,压强 \(P\) 的变化与体积 \(V\) 的变化成反比。因此,等温过程中,气体吸收的热量全部用于对外做功,内能不变。
步骤 5:比较三种过程
根据上述分析,等体过程中气体吸收的热量全部用于增加内能,不对外做功;等压过程中气体吸收的热量一部分用于增加内能,另一部分用于对外做功;等温过程中气体吸收的热量全部用于对外做功,内能不变。因此,当气体在上述过程中吸收的热量相同时,等温过程对外做功最多。