题目
如果某种工质的状态方程式为 pv = RgT ,那么这种工质的比热容、热力学能、 焓都仅仅是温度的函数吗?
如果某种工质的状态方程式为 pv = RgT ,那么这种工质的比热容、热力学能、 焓都仅仅是温度的函数吗?
题目解答
答案
答:一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体,那么其比热容、热力学能、 焓都仅仅是温度的函数。
c c cp
解析
关键知识点:
本题考查理想气体状态方程与热力学函数的关系。当工质满足状态方程 $pv = R_g T$ 时,可判定其为理想气体。理想气体的热力学能 $u$、焓 $h$、比热容 $c_v$ 和 $c_p$ 均仅是温度的函数,与压强和体积无关。
破题关键:
- 识别状态方程:若工质满足 $pv = R_g T$,则为理想气体。
- 理想气体性质:理想气体分子间无作用力,内能仅由分子动能决定,而动能仅与温度相关。因此,热力学函数仅依赖温度。
步骤1:判断工质类型
题目中状态方程为 $pv = R_g T$,与理想气体状态方程 $pv = R_g T$ 完全一致,因此该工质为理想气体。
步骤2:分析热力学函数的性质
- 热力学能 $u$:理想气体的内能仅由分子动能构成,而分子动能与温度相关,故 $u = u(T)$。
- 焓 $h$:焓定义为 $h = u + pv$,因 $u$ 和 $pv$ 均仅是温度的函数,故 $h = h(T)$。
- 比热容 $c_v$ 和 $c_p$:比热容描述温度变化时的吸热特性,理想气体的比热容仅由分子自由度决定,故 $c_v = c_v(T)$,$c_p = c_p(T)$。
结论
理想气体的上述热力学函数均仅是温度的函数。