题目
217实际气体在节流膨胀过程中,其焓变
217实际气体在节流膨胀过程中,其焓变
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查学生对节流膨胀过程中热力学量变化的理解,特别是焓变的计算。
解题核心思路:
节流膨胀是典型的恒焓过程,无论气体是否为理想气体,其焓变始终为零。关键在于理解节流过程的特性:
- 无热交换(Q=0);
- 无外界做功(W=0);
- 焓是状态函数,通过能量守恒可推导出ΔH=0。
破题关键点:
- 明确节流膨胀的定义:气体通过节流阀时因分子间摩擦导致能量转换,但系统总焓保持不变。
- 区分理想气体与实际气体的差异:虽然实际气体存在分子间作用力,但节流过程的等焓特性仍成立。
节流膨胀的本质:
节流膨胀是气体在恒压下通过节流阀时发生的膨胀过程。由于节流过程无热交换且无外界做功,根据热力学第一定律:
$\Delta U = Q + W$
此时 $Q=0$,$W=0$,故 $\Delta U = 0$。
焓的定义:
焓 $H$ 是状态函数,定义为 $H = U + PV$。若 $\Delta H = 0$,则:
$\Delta U + \Delta (PV) = 0$
结合 $\Delta U = 0$,可得 $\Delta (PV) = 0$,即节流过程中压强和体积的变化相互抵消,最终焓保持不变。
实际气体的特殊性:
实际气体因存在分子间作用力,节流过程中温度可能变化(如范德瓦尔斯气体的温度降),但焓变始终为零。这是由节流过程的热力学特性决定的,与气体是否理想无关。