题目
非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的?A. Q=0B. W=0C. ΔU=0D. ΔH=0
非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的?
A. Q=0
B. W=0
C. ΔU=0
D. ΔH=0
题目解答
答案
D. ΔH=0
解析
考查要点:本题主要考查学生对热力学过程中状态函数变化的理解,特别是非理想气体在绝热自由膨胀过程中的性质判断。
解题核心思路:
- 明确过程特点:绝热(Q=0)、自由膨胀(W=0),结合热力学第一定律分析内能变化。
- 区分理想气体与非理想气体:理想气体的内能和焓仅是温度的函数,而非理想气体还需考虑压强或体积的影响。
- 判断各选项是否符合非理想气体特性,尤其注意ΔH的计算。
破题关键点:
- 非理想气体的焓变:即使温度不变,由于焓H=U+PV,非理想气体的PV项可能变化,导致ΔH≠0。
选项分析
A. Q=0
绝热过程的定义是系统与外界无热量交换,因此Q=0,正确。
B. W=0
自由膨胀过程中,气体对外界不做功(无体积变化做功),因此W=0,正确。
C. ΔU=0
根据热力学第一定律:
$\Delta U = Q + W$
代入Q=0、W=0,得ΔU=0,正确。
D. ΔH=0
对于理想气体,ΔH仅与温度变化有关。因ΔU=0(温度不变),故ΔH=0。
但非理想气体的焓H=U+PV,即使U不变,PV项可能因压强或体积变化而改变,导致ΔH≠0。因此该选项错误。