题目
[单选] 下列过程中,系统内能变化不为零的是()A. 不可逆循环过程B. 可逆循环过程C. 两种理想气体的混合过程D. 纯液体的真空蒸发过程
[单选] 下列过程中,系统内能变化不为零的是()
A. 不可逆循环过程
B. 可逆循环过程
C. 两种理想气体的混合过程
D. 纯液体的真空蒸发过程
题目解答
答案
D. 纯液体的真空蒸发过程
解析
考查要点:本题主要考查内能作为状态函数的性质,以及不同物理过程中内能变化的判断。
解题核心思路:
- 内能是状态函数,其变化仅由初末状态决定,与过程路径无关。
- 循环过程(可逆或不可逆)的初末状态相同,内能变化为零。
- 理想气体混合时,因分子间无相互作用,内能不变。
- 液体蒸发涉及相变,需克服分子间作用力做功,导致内能增加。
破题关键点:
- 明确各选项过程是否引起系统状态(如温度、物质相态等)的改变,从而判断内能是否变化。
选项分析
A. 不可逆循环过程
循环过程的初、末状态相同,内能是状态函数,因此 $\Delta U = 0$。
B. 可逆循环过程
同理,可逆循环过程的初、末状态相同,$\Delta U = 0$。
C. 两种理想气体的混合过程
理想气体分子间无相互作用,混合时分子间无能量交换,内能不变,$\Delta U = 0$。
D. 纯液体的真空蒸发过程
蒸发过程中,液体分子需克服分子间作用力做功,系统吸收热量,导致内能增加($\Delta U > 0$)。即使温度不变(如恒沸点蒸发),分子势能的增加仍使总内能变化。