题目
热力学中,下列哪一种变量的坐标是不存在的?A. 质量B. 时间C. 浓度D. 热容
热力学中,下列哪一种变量的坐标是不存在的?
- A. 质量
- B. 时间
- C. 浓度
- D. 热容
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查热力学中状态变量的基本概念,判断哪些物理量可以作为热力学过程或状态的坐标变量。
解题核心思路:
热力学中,状态变量(如温度、压强、体积等)是描述系统状态的物理量,可以作为坐标轴。而时间是描述过程变化的独立变量,不属于状态变量,因此无法作为坐标变量存在。
破题关键点:
- 时间在经典热力学(平衡态热力学)中不参与定义系统状态,仅用于描述过程速率。
- 其他选项(质量、浓度、热容)虽然使用频率较低,但在特定场景下可能被用作变量。
选项分析
A. 质量
质量在闭口系统中是固定值,但在开口系统(如质量流量问题)中可能被用作变量。例如,单位质量的比容(体积/质量)可作为坐标变量。
B. 时间
时间是独立变量,用于描述过程进行的快慢(如传热速率、做功时间),但不参与定义热力学平衡状态。热力学状态函数(如内能、熵)与时间无关,因此时间无法作为坐标轴。
C. 浓度
浓度常用于溶液或混合物热力学中,例如描述化学势随浓度的变化,可作为坐标变量(如浓度-温度图)。
D. 热容
热容是物质的属性(如定压热容$C_p$),通常作为参数使用。但在特定讨论(如材料特性比较)中,可能间接涉及热容的变化趋势。