题目
下列说法正确的是()。A. 焦耳一汤姆逊实验证明实际气体的U、H 与温度、压力和体积有关;B. 焦耳—汤姆逊系数 mu_pi是物质的特性,与温度、压力有关; C. 焦耳一汤姆逊实验证明节流过程是恒焓过程;D. 任何气体经节流膨胀,气体的温度一定降低,但焓值不变
下列说法正确的是()。
A. 焦耳一汤姆逊实验证明实际气体的U、H 与温度、压力和体积有关;
B. $$ 焦耳—汤姆逊系数 $\mu\_\pi$是物质的特性,与温度、压力有关; $$
C. 焦耳一汤姆逊实验证明节流过程是恒焓过程;
D. 任何气体经节流膨胀,气体的温度一定降低,但焓值不变
题目解答
答案
C. 焦耳一汤姆逊实验证明节流过程是恒焓过程;
解析
步骤 1:理解焦耳-汤姆逊实验
焦耳-汤姆逊实验是研究气体在绝热膨胀过程中的温度变化。实验中,气体通过一个细孔从高压侧流向低压侧,由于没有外功的输入或输出,且过程迅速,可以认为是绝热过程。实验结果表明,对于大多数气体,节流膨胀会导致温度下降,但也有例外,如氦气在某些条件下会升温。
步骤 2:分析选项
A. 焦耳-汤姆逊实验证明实际气体的U、H 与温度、压力和体积有关。
- 实际气体的内能U和焓H确实与温度、压力和体积有关,但焦耳-汤姆逊实验主要关注的是节流过程中的温度变化,而不是直接证明U和H与这些变量的关系。
B. 焦耳—汤姆逊系数 $\mu\_\pi$是物质的特性,与温度、压力有关。
- 焦耳-汤姆逊系数 $\mu\_\pi$定义为在节流过程中,气体温度的变化与压力变化的比值,确实反映了物质的特性,并且与温度和压力有关。
C. 焦耳一汤姆逊实验证明节流过程是恒焓过程。
- 节流过程是绝热过程,没有热量交换,因此焓值保持不变,即恒焓过程。
D. 任何气体经节流膨胀,气体的温度一定降低,但焓值不变。
- 这一说法不完全正确,因为某些气体在特定条件下节流膨胀时温度可能升高,如氦气在某些条件下。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,选项C是正确的,因为焦耳-汤姆逊实验证明了节流过程是恒焓过程。
焦耳-汤姆逊实验是研究气体在绝热膨胀过程中的温度变化。实验中,气体通过一个细孔从高压侧流向低压侧,由于没有外功的输入或输出,且过程迅速,可以认为是绝热过程。实验结果表明,对于大多数气体,节流膨胀会导致温度下降,但也有例外,如氦气在某些条件下会升温。
步骤 2:分析选项
A. 焦耳-汤姆逊实验证明实际气体的U、H 与温度、压力和体积有关。
- 实际气体的内能U和焓H确实与温度、压力和体积有关,但焦耳-汤姆逊实验主要关注的是节流过程中的温度变化,而不是直接证明U和H与这些变量的关系。
B. 焦耳—汤姆逊系数 $\mu\_\pi$是物质的特性,与温度、压力有关。
- 焦耳-汤姆逊系数 $\mu\_\pi$定义为在节流过程中,气体温度的变化与压力变化的比值,确实反映了物质的特性,并且与温度和压力有关。
C. 焦耳一汤姆逊实验证明节流过程是恒焓过程。
- 节流过程是绝热过程,没有热量交换,因此焓值保持不变,即恒焓过程。
D. 任何气体经节流膨胀,气体的温度一定降低,但焓值不变。
- 这一说法不完全正确,因为某些气体在特定条件下节流膨胀时温度可能升高,如氦气在某些条件下。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,选项C是正确的,因为焦耳-汤姆逊实验证明了节流过程是恒焓过程。