一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后 ( )。A. 温度不变，熵增加B. 温度升高，熵增加C. 温度降低，熵增加D. 温度不变，熵不变

考查要点：本题主要考查理想气体自由膨胀过程中的温度和熵变分析，需结合热力学第一定律和熵的性质进行判断。

解题核心思路：

1. 温度变化：理想气体的内能仅由温度决定。在绝热且无做功的自由膨胀过程中，内能不变，因此温度不变。
2. 熵变分析：自由膨胀是不可逆过程，系统从有序（小体积）变为无序（大体积），熵必须增加。

破题关键点：

• 绝热条件：无热交换（Q=0）。
• 自由膨胀特点：无外力做功（W=0），内能不变。
• 熵的不可逆性：不可逆过程必然导致熵增加。

温度分析

1. 热力学第一定律：
   自由膨胀过程中，气体与外界无热交换（Q=0），且因真空无外力做功（W=0），故内能变化 $\Delta U = Q + W = 0$。
2. 理想气体性质：
   理想气体的内能仅是温度的函数（$\Delta U = nC_V\Delta T$）。因 $\Delta U = 0$，故温度 $T$ 不变。

熵变分析

1. 过程不可逆性：
   自由膨胀是典型的不可逆过程，气体分子从一侧扩散至整个容器，系统混乱度增加。
2. 熵的定义：
   根据热力学第二定律，孤立系统中不可逆过程必然导致熵增加。此处绝热容器可视为孤立系统，故熵 $S$ 增加。