题目
在T-s图上过同一初始点的定压线斜率要大于定容线斜率。A. 正确B. 错误
在T-s图上过同一初始点的定压线斜率要大于定容线斜率。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查学生对T-s图中定压过程与定容过程斜率关系的理解,涉及热力学基本概念及理想气体状态方程的应用。
解题核心思路:
- 明确斜率定义:T-s图中,定压线和定容线的斜率分别为$\left(\frac{\partial T}{\partial S}\right)_p$和$\left(\frac{\partial T}{\partial S}\right)_v$。
- 关联热力学公式:利用理想气体的焓和内能表达式,结合熵变公式$\Delta S = nC_p \ln(T_2/T_1)$(定压)和$\Delta S = nC_v \ln(T_2/T_1)$(定容),比较两过程的$\frac{\Delta T}{\Delta S}$。
- 关键结论:由于$C_p > C_v$,定压过程的熵变更大,导致$\frac{\Delta T}{\Delta S}$更小,即定压线斜率小于定容线斜率。
步骤1:写出定压与定容过程的熵变公式
- 定压过程:$\Delta S_p = nC_p \ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right)$
- 定容过程:$\Delta S_v = nC_v \ln\left(\frac{T_2}{T_1}\right)$
步骤2:计算斜率$\frac{\Delta T}{\Delta S}$
- 定压线斜率:$\frac{\Delta T}{\Delta S_p} = \frac{T_2 - T_1}{nC_p \ln(T_2/T_1)}$
- 定容线斜率:$\frac{\Delta T}{\Delta S_v} = \frac{T_2 - T_1}{nC_v \ln(T_2/T_1)}$
步骤3:比较斜率大小
由于$C_p > C_v$,分母$\Delta S_p > \Delta S_v$,因此:
$\frac{\Delta T}{\Delta S_p} < \frac{\Delta T}{\Delta S_v}$
即定压线斜率小于定容线斜率,原题说法错误。