题目
在下列过程中, 的是()。A. 液体等温蒸发B. 气体绝热可逆膨胀C. 理想气体在等温下混合D. 等温等压下的化学反应
在下列过程中, 的是()。
A. 液体等温蒸发
B. 气体绝热可逆膨胀
C. 理想气体在等温下混合
D. 等温等压下的化学反应
题目解答
答案
C. 理想气体在等温下混合
解析
本题考查热力学过程中内能变化(ΔU)的判断,核心在于理解不同过程对理想气体或物质状态的影响。关键点如下:
- 理想气体的内能仅由温度决定,若温度不变(等温过程),则ΔU=0;
- 液体蒸发为气体时,分子间作用力做功导致内能增加;
- 绝热过程中无热量交换(Q=0),ΔU由做功决定;
- 化学反应涉及化学能变化,通常伴随内能改变。
选项分析
A. 液体等温蒸发
液体蒸发为气体时,虽然温度保持不变,但分子间作用力被克服,系统吸收热量转化为气体的内能,导致内能增加(ΔU > 0)。因此不符合ΔU=0的条件。
B. 气体绝热可逆膨胀
绝热过程中Q=0,根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$,系统对外做功(W < 0),故 $\Delta U < 0$。温度下降,内能减少,不符合条件。
C. 理想气体在等温下混合
理想气体混合时,若温度保持不变,内能仅由温度决定,因此 $\Delta U = 0$。此过程满足题目要求。
D. 等温等压下的化学反应
化学反应涉及化学键的断裂与形成,化学能转化为热能或其他形式能量,通常伴随内能变化(ΔU ≠ 0)。因此不符合条件。