题目
关于热平衡, 下列说法中正确的是( )A. 系统处于热平衡时, 系统的温度一定等于环境的温度B. 并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件C. 若系统A 与B 成热平衡, B 与C 成热平衡, 则A 与C 直接接触时也一定成热平衡D. 在等温过程中系统始终处于热平衡
关于热平衡, 下列说法中正确的是( )
A. 系统处于热平衡时, 系统的温度一定等于环境的温度
B. 并不是所有热力学平衡系统都必须满足热平衡的条件
C. 若系统A 与B 成热平衡, B 与C 成热平衡, 则A 与C 直接接触时也一定成热平衡
D. 在等温过程中系统始终处于热平衡
题目解答
答案
C. 若系统A 与B 成热平衡, B 与C 成热平衡, 则A 与C 直接接触时也一定成热平衡
解析
热平衡的核心概念是系统各部分及与外界没有温度差,且无热传递发生。本题需结合热力学第零定律(若A与B热平衡,B与C热平衡,则A与C直接接触时也热平衡)和实际过程分析。关键点在于:
- 系统是否与环境热接触:绝热系统即使热平衡,温度未必与环境相同。
- 热力学平衡的条件:热力学平衡通常包含热、机械、化学平衡,缺一不可。
- 等温过程的实质:温度不变不等于系统处于热平衡,可能存在动态热传递。
选项分析
A选项
错误。若系统为绝热系统(与外界无热交换),即使处于热平衡,其温度由内部能量决定,与环境温度无关。例如:孤立系统达到热平衡时,温度由自身状态决定。
B选项
错误。热力学平衡是全面平衡,包含热平衡、力学平衡、化学平衡等,缺一不可。若系统未满足热平衡条件,则不能称为热力学平衡系统。
C选项
正确。根据热力学第零定律,若A与B热平衡($T_A = T_B$),B与C热平衡($T_B = T_C$),则$T_A = T_C$,因此A与C直接接触时必然热平衡。
D选项
错误。等温过程可能通过动态热传递维持温度恒定,例如:系统A向B传热,同时B向外散热,若传入与散出的热量相等,B的温度不变,但A与B之间存在温度差,未达热平衡。