题目
热力学第一定律表明:A. 系统对外所做的功小于吸收的热量B. 系统内能的增量小于吸收的热量C. 第一类永动机不可能实现D. 系统内能的增量大于吸收的热量
热力学第一定律表明:
A. 系统对外所做的功小于吸收的热量
B. 系统内能的增量小于吸收的热量
C. 第一类永动机不可能实现
D. 系统内能的增量大于吸收的热量
题目解答
答案
C. 第一类永动机不可能实现
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 $\Delta U$ 是系统内能的增量,$Q$ 是吸收的热量,$W$ 是系统对外所做的功。
关键点在于理解该定律不仅描述了内能、热量和功的关系,还直接否定了第一类永动机(不消耗能量却能持续做功的机器)的存在,因为这违反了能量守恒。
选项分析
选项C
第一类永动机不可能实现
热力学第一定律表明,能量既不会凭空产生也不会凭空消失,只能从一种形式转化为另一种形式。第一类永动机试图在不消耗能量的情况下持续输出功,这与能量守恒矛盾,因此无法实现。此选项直接对应定律的核心结论。
其他选项辨析
- 选项A(系统对外所做的功小于吸收的热量):仅在特定条件下成立(如系统内能增加且对外做功),并非定律的普遍结论。
- 选项B(系统内能的增量小于吸收的热量):若系统对外做功,则 $\Delta U = Q - W$,此时 $\Delta U < Q$;但若系统未对外做功($W=0$),则 $\Delta U = Q$,因此该选项不全面。
- 选项D(系统内能的增量大于吸收的热量):与公式 $\Delta U = Q - W$ 矛盾,因为 $W \geq 0$ 时 $\Delta U \leq Q$。