题目
根据热力学第一定律,一个封闭系统的内能变化等于:A. 系统对外做的功B. 系统吸收的热量C. 系统对外做的功加上系统吸收的热量D. 系统对外做的功减去系统吸收的热量
根据热力学第一定律,一个封闭系统的内能变化等于:
A. 系统对外做的功
B. 系统吸收的热量
C. 系统对外做的功加上系统吸收的热量
D. 系统对外做的功减去系统吸收的热量
题目解答
答案
C. 系统对外做的功加上系统吸收的热量
解析
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体体现,其核心公式为:
$\Delta U = Q + W$
其中:
- $\Delta U$ 表示系统内能的变化,
- $Q$ 表示系统吸收的热量,
- $W$ 表示外界对系统所做的功。
关键点在于符号的定义:
- 若系统对外做功,则 $W$ 为负值(能量从系统流出);
- 若外界对系统做功,则 $W$ 为正值(能量流入系统)。
题目中选项 C 的表述为“系统对外做的功加上系统吸收的热量”,需注意这里的 “系统对外做的功” 实际上对应公式中的 $-W$(因为公式中的 $W$ 是外界对系统做的功)。因此,公式可变形为:
$\Delta U = Q - W_{\text{外}}$
其中 $W_{\text{外}}$ 是系统对外做的功。题目选项 C 的表述虽然看似与公式形式不同,但通过符号转换可验证其正确性。
选项分析
- A. 系统对外做的功
错误。内能变化不仅与做功有关,还与吸热有关,不能单独等于功。 - B. 系统吸收的热量
错误。同理,内能变化是吸热和做功的综合结果。 - C. 系统对外做的功加上系统吸收的热量
正确。根据热力学第一定律,$\Delta U = Q - W_{\text{外}}$,而选项中将 $-W_{\text{外}}$ 表示为“系统对外做的功”,因此整体等价于公式。 - D. 系统对外做的功减去系统吸收的热量
错误。符号方向错误,热量应为正项。