题目
理想气体从初态1经历一绝热压缩过程到达终态2,该过程的热力学能变化量为()A. c P △TB. c v △TC. h-pvD. q-w t
理想气体从初态1经历一绝热压缩过程到达终态2,该过程的热力学能变化量为()
A. c P △T
B. c v △T
C. h-pv
D. q-w t
题目解答
答案
B. c v △T
解析
本题考查理想气体绝热过程中热力学能变化量的计算,解题的关键在于明确理想气体热力学能的性质以及绝热过程的特点。
1. 明确理想气体热力学能的性质
对于理想气体,其热力学能 $U$ 只是温度 $T$ 的单值函数,即理想气体的热力学能变化量 $\Delta U$ 只与温度变化量 $\Delta T$ 有关,其表达式为 $\Delta U = nC_{V,m}\Delta T$ ,在不考虑物质的量 $n$ 时,可简化为 $\Delta U = C_{V}\Delta T$ ,其中 $C_{V}$ 是定容热容。
2. 分析绝热过程的特点
绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程,即 $Q = 0$ 。根据热力学第一定律 $\Delta U=Q - W$ (其中 $\Delta U$ 是系统热力学能的变化量,$Q$ 是系统与外界交换的热量,$W$ 是系统对外界做的功),将 $Q = 0$ 代入可得 $\Delta U=-W$ ,这表明在绝热过程中,系统热力学能的变化量等于外界对系统做的功。
3. 对各选项进行分析
- 选项A:$C_{P}\Delta T$ 是等压过程中焓的变化量 $\Delta H$ ,因为对于等压过程 $\Delta H = Q_{p}=nC_{P,m}\Delta T$ ,所以选项A错误。
- 选项B:由前面分析可知,理想气体热力学能变化量 $\Delta U = C_{V}\Delta T$ ,所以选项B正确。
- 选项C:$h - pv$ 并不是热力学能变化量的表达式,所以选项C错误。
- 选项D:根据热力学第一定律 $\Delta U=Q - W$ ,但在绝热过程中 $Q = 0$ ,所以该式不能直接用于绝热过程热力学能变化量的计算,所以选项D错误。