题目
在一个绝热体积恒定的容器中,发生一个化学反应,使系统的温度从T1升高到T2,压力从p1升高到p2, 其DU( )。A. >0B. C. =0D. 无法确定
在一个绝热体积恒定的容器中,发生一个化学反应,使系统的温度从T1升高到T2,压力从p1升高到p2, 其DU( )。
A. >0
B. <0
C. =0
D. 无法确定
题目解答
答案
C. =0
解析
考查要点:本题主要考查热力学第一定律在绝热、恒容条件下的应用,以及对内能(ΔU)概念的理解。
解题核心思路:
- 绝热条件意味着系统与外界无热量交换(Q=0)。
- 体积恒定意味着系统对外界做功为零(W=0)。
- 根据热力学第一定律 ΔU = Q + W,可直接得出 ΔU = 0。
- 化学反应虽然可能引起温度和压力变化,但内能的变化仅由热量和做功决定,与反应本身无关。
破题关键点:
- 忽略化学反应的复杂性,直接从热力学第一定律出发分析。
- 明确内能是状态函数,其变化仅由初态和终态决定,与过程无关。
热力学第一定律的公式为:
$\Delta U = Q + W$
其中:
- Q 是系统吸收的热量(绝热过程时 Q=0)。
- W 是外界对系统做的功(体积恒定,W=0)。
代入条件:
- 绝热条件:系统与外界无热量交换,因此 Q = 0。
- 体积恒定:容器体积不变,系统对外界做功为零,因此 W = 0。
计算内能变化:
$\Delta U = 0 + 0 = 0$
关键结论:
- 化学反应虽然导致温度和压力变化,但内能的变化仅由热量和做功决定。
- 在绝热、恒容条件下,无论反应如何进行,ΔU始终为0。