题目
【单选题】迈耶公式成立的条件是:A. 准平衡过程B. 定容过程C. 定压过程D. 理想气体
【单选题】迈耶公式成立的条件是:
A. 准平衡过程
B. 定容过程
C. 定压过程
D. 理想气体
题目解答
答案
D. 理想气体
解析
迈耶公式($C_v = C_p - R$)是热力学中描述气体比热容关系的重要公式。其成立的核心条件在于气体的性质,而非过程类型或过程是否可逆。
- 关键点:迈耶公式的推导依赖于理想气体状态方程($PV = nRT$),因此仅在气体为理想气体时成立。
- 干扰项分析:
- 准平衡过程(A):与过程是否缓慢无关,公式本身不依赖过程性质。
- 定容/定压过程(B、C):比热容的定义需要特定过程,但公式成立的关键仍在于气体是否理想。
公式推导背景
迈耶公式通过以下步骤推导:
- 内能仅是温度的函数:理想气体的内能$U$与体积无关,仅由温度决定。
- 热力学第一定律:在定容过程中,$Q = \Delta U = nC_v \Delta T$;在定压过程中,$Q = \Delta U + P \Delta V = nC_p \Delta T$。
- 结合理想气体方程:通过能量关系可推导出$C_p - C_v = R$。
条件限制
若气体非理想(如存在分子间作用力或体积不可忽略),内能可能与体积相关,此时公式不再成立。因此,理想气体是公式成立的必要条件。