题目
理想气体封闭系统定压过程中所吸入的热量______。A. 为零,即定压过程中不吸热B. 全部用于对外界做功C. 部分用于增加系统热力学能、部分用于对外做功D. 全部用于增加系统热力学能
理想气体封闭系统定压过程中所吸入的热量______。
A. 为零,即定压过程中不吸热
B. 全部用于对外界做功
C. 部分用于增加系统热力学能、部分用于对外做功
D. 全部用于增加系统热力学能
题目解答
答案
C. 部分用于增加系统热力学能、部分用于对外做功
解析
本题考查理想气体封闭系统定压过程中热量的分配情况,解题思路是依据热力学第一定律以及理想气体定压过程的特点来分析热量的去向。
1. 明确热力学第一定律
热力学第一定律的表达式为$Q = \Delta U+W$,其中$Q$表示系统与外界交换的热量,$\Delta U$表示系统热力学能的变化量,$W$表示系统对外界做的功。
2. 分析理想气体定压过程的特点
对于理想气体,其热力学能$U$只是温度$T$的函数,即$U = U(T)$。在定压过程中,若系统吸收热量$Q>0$,根据理想气体状态方程$pV = nRT$($p$为压强,$V$为体积,$n$为物质的量,$R$为普适气体常量,$T$为温度),压强$p$不变,吸收热量会使温度$T$升高,体积$V$增大。
- 因为温度升高,所以系统的热力学能会增加,即$\Delta U>0$。
- 由于体积增大,系统会对外界做功,即$W>0$。
3. 结合热力学第一定律分析热量分配
由$Q = \Delta U+W$可知,系统吸收的热量$Q$一部分用于增加系统的热力学能$\Delta U$,另一部分用于对外做功$W$。