题目
一定量的理想气体反抗恒定外压p(外)作绝热膨胀时,则: (1)系统内能总是增加 (2)系统内能总是减少 (3)系统的焓值总是不变 (4)系统焓值总是减少 这些结论正确的有?理由是?
一定量的理想气体反抗恒定外压p(外)作绝热膨胀时,则: (1)系统内能总是增加 (2)系统内能总是减少 (3)系统的焓值总是不变 (4)系统焓值总是减少 这些结论正确的有?理由是?
题目解答
答案

解析
步骤 1:分析绝热过程
绝热过程是指系统与外界没有热交换的过程,即 $Q=0$。根据热力学第一定律,$Q=U+W$,其中 $U$ 是内能变化,$W$ 是系统对外做的功。因此,对于绝热过程,$U=-W$。
步骤 2:分析反抗恒定外压的膨胀过程
反抗恒定外压的膨胀过程意味着系统对外做功,即 $W=p(外)\Delta V$,其中 $p(外)$ 是恒定外压,$\Delta V$ 是体积变化。由于是膨胀过程,$\Delta V>0$,因此 $W>0$。
步骤 3:分析内能和焓的变化
由于 $U=-W$,且 $W>0$,所以 $U<0$,即内能总是减少。焓 $H=U+pV$,由于 $U$ 减少且 $V$ 增加,但 $p$ 保持不变,因此 $H$ 也减少。
绝热过程是指系统与外界没有热交换的过程,即 $Q=0$。根据热力学第一定律,$Q=U+W$,其中 $U$ 是内能变化,$W$ 是系统对外做的功。因此,对于绝热过程,$U=-W$。
步骤 2:分析反抗恒定外压的膨胀过程
反抗恒定外压的膨胀过程意味着系统对外做功,即 $W=p(外)\Delta V$,其中 $p(外)$ 是恒定外压,$\Delta V$ 是体积变化。由于是膨胀过程,$\Delta V>0$,因此 $W>0$。
步骤 3:分析内能和焓的变化
由于 $U=-W$,且 $W>0$,所以 $U<0$,即内能总是减少。焓 $H=U+pV$,由于 $U$ 减少且 $V$ 增加,但 $p$ 保持不变,因此 $H$ 也减少。