题目
针对以下过程,热力学第一定律的表达式:Q= triangle E+W中,Q AE和W皆为正的是A. 等温膨胀B. 等温压缩C. 等压膨胀D. 绝热膨胀
针对以下过程,热力学第一定律的表达式:Q= \triangle E+W中,Q AE和W皆为正的是
A. 等温膨胀
B. 等温压缩
C. 等压膨胀
D. 绝热膨胀
题目解答
答案
A. 等温膨胀
解析
步骤 1:理解热力学第一定律
热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明在一个系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。在热力学中,这个定律通常表示为:\(Q = \Delta E + W\),其中 \(Q\) 是系统吸收的热量,\(\Delta E\) 是系统内能的变化,\(W\) 是系统对外做的功。
步骤 2:分析选项
A. 等温膨胀:在等温过程中,系统的温度保持不变,因此内能变化 \(\Delta E\) 为零。如果系统膨胀,它对外做功 \(W\) 为正。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(\Delta E = 0\),所以 \(Q = W\),即 \(Q\) 也为正。
B. 等温压缩:在等温过程中,系统的温度保持不变,因此内能变化 \(\Delta E\) 为零。如果系统被压缩,外界对系统做功 \(W\) 为负。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(\Delta E = 0\),所以 \(Q = W\),即 \(Q\) 也为负。
C. 等压膨胀:在等压过程中,系统膨胀对外做功 \(W\) 为正。由于系统膨胀,内能 \(\Delta E\) 通常为正(因为温度通常上升)。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),所以 \(Q\) 也为正。
D. 绝热膨胀:在绝热过程中,系统与外界没有热量交换,即 \(Q = 0\)。如果系统膨胀,它对外做功 \(W\) 为正。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(Q = 0\),所以 \(\Delta E = -W\),即 \(\Delta E\) 为负。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,只有在等温膨胀过程中,\(Q\)、\(\Delta E\) 和 \(W\) 皆为正。因此,正确答案是 A。
热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明在一个系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。在热力学中,这个定律通常表示为:\(Q = \Delta E + W\),其中 \(Q\) 是系统吸收的热量,\(\Delta E\) 是系统内能的变化,\(W\) 是系统对外做的功。
步骤 2:分析选项
A. 等温膨胀:在等温过程中,系统的温度保持不变,因此内能变化 \(\Delta E\) 为零。如果系统膨胀,它对外做功 \(W\) 为正。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(\Delta E = 0\),所以 \(Q = W\),即 \(Q\) 也为正。
B. 等温压缩:在等温过程中,系统的温度保持不变,因此内能变化 \(\Delta E\) 为零。如果系统被压缩,外界对系统做功 \(W\) 为负。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(\Delta E = 0\),所以 \(Q = W\),即 \(Q\) 也为负。
C. 等压膨胀:在等压过程中,系统膨胀对外做功 \(W\) 为正。由于系统膨胀,内能 \(\Delta E\) 通常为正(因为温度通常上升)。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),所以 \(Q\) 也为正。
D. 绝热膨胀:在绝热过程中,系统与外界没有热量交换,即 \(Q = 0\)。如果系统膨胀,它对外做功 \(W\) 为正。根据热力学第一定律,\(Q = \Delta E + W\),由于 \(Q = 0\),所以 \(\Delta E = -W\),即 \(\Delta E\) 为负。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,只有在等温膨胀过程中,\(Q\)、\(\Delta E\) 和 \(W\) 皆为正。因此,正确答案是 A。