题目
某理想气体经恒温膨胀后()A. Delta E=0B. Q=0C. W=0D. E=0
某理想气体经恒温膨胀后()
A. $\Delta E=0$
B. $Q=0$
C. $W=0$
D. $E=0$
题目解答
答案
A. $\Delta E=0$
解析
本题考查理想气体的热力学性质以及恒温过程中各热力学量的变化情况。解题的关键在于理解理想气体的内能只与温度有关,以及恒温过程的特点,再结合热力学第一定律来分析各选项。
选项A
对于理想气体,其内能$E$只与温度$T$有关,内能的表达式为$E = \frac{i}{2} \nu RT$(其中$i$为气体分子的自由度,$\nu$为物质的量,$R$为普适气体常量)。
在恒温膨胀过程中,温度$T$保持不变,即$\Delta T = 0$。
那么内能的变化量$\Delta E = E_2 - E_1 = \frac{i}{2} \nu R T_2 - \frac{i}{2} \nu R T_1$,因为$T_2 = T_1$,所以$\Delta E = 0$,故选项A正确。
选项B
根据热力学第一定律$\Delta E = Q + W$(其中$Q$为系统吸收的热量,$W$为外界对系统做的功)。
在恒温膨胀过程中,气体对外做功,即$W<0$,又因为$\Delta E = 0$,所以$Q = -W>0$,这表明系统从外界吸收了热量,故选项B错误。
选项C
气体膨胀时,体积增大,气体对外做功,$W<0$,而不是$W = 0$,故选项C错误。
选项D
内能$E$是一个状态量,对于理想气体,只要温度不为绝对零度,内能就不为零。在恒温膨胀过程中,温度不变,内能有确定的值且不为零,故选项D错误。