题目
任何气体进行等熵膨胀时,对外做功,膨胀后气体的温度总是下降,总是产生制冷效应。A. 对B. 错
任何气体进行等熵膨胀时,对外做功,膨胀后气体的温度总是下降,总是产生制冷效应。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
等熵过程是热力学中的一个重要概念,指系统在变化过程中熵保持不变。对于理想气体,等熵过程满足 $PV^\gamma = \text{常数}$($\gamma = C_p/C_v$),且过程中无热量交换。
在等熵膨胀中,气体体积增大,对外做功。根据能量守恒,气体的内能必须减少,而理想气体的内能仅由温度决定,因此温度必然下降。温度降低意味着气体吸收热量(或外界需向气体传递热量),从而产生制冷效应。
关键点:等熵过程的绝热性和理想气体的内能特性是解题的核心。
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等熵过程的基本性质
等熵过程是可逆的绝热过程,满足 $PV^\gamma = \text{常数}$ 和 $TV^{\gamma-1} = \text{常数}$。- 当气体膨胀(体积$V$增大)时,根据公式 $TV^{\gamma-1} = \text{常数}$,若$\gamma > 1$(大多数气体满足),则温度$T$必须降低。
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能量变化分析
- 气体对外做功时,内能减少。
- 理想气体的内能$U$仅与温度$T$有关,因此温度必然下降。
- 温度下降导致气体吸收热量(或外界需向气体传递热量),形成制冷效应。
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对“任何气体”的适用性
- 题目中的“任何气体”默认指理想气体(实际气体的复杂行为不在本题考查范围内)。
- 在等熵膨胀中,无论气体类型,只要满足能量守恒和理想气体状态方程,结论均成立。