题目
关于绝热自由膨胀过程正确的是A. 属于准静态过程B. 从外界吸收的热量为零C. 系统对外做的功不等于零D. 属于等温过程
关于绝热自由膨胀过程正确的是
A. 属于准静态过程
B. 从外界吸收的热量为零
C. 系统对外做的功不等于零
D. 属于等温过程
题目解答
答案
B. 从外界吸收的热量为零
解析
本题考查绝热自由膨胀过程的基本概念和特点,解题思路是根据绝热自由膨胀过程的定义和相关物理量的性质,对每个选项逐一进行分析判断。
- 选项A分析:
- 准静态过程是指系统从一个平衡态到另一个平衡态的过程中,系统所经历的每一个中间状态都无限接近于平衡态。
- 而绝热自由膨胀过程中,气体向真空膨胀,气体内部压强不均匀,存在压强差,系统处于非平衡态,不是准静态过程。所以选项A错误。
- 选项B分析:
- 绝热过程的定义就是系统与外界没有热量交换的过程。
- 绝热自由膨胀过程明确是绝热的,所以从外界吸收的热量$Q = 0$。因此选项B正确。
- 选项C分析:
- 功的计算公式为$W=\int PdV$,其中$P$是系统对外的压强,$dV$是体积的变化量。
- 在绝热自由膨胀过程中,气体是向真空膨胀,外界压强$P_{外}=0$,根据$W = P_{外}\Delta V$,可得系统对外做的功$W = 0$。所以选项C错误。
- 选项D分析:
- 等温过程是指系统的温度保持不变的过程。
- 对于理想气体的绝热自由膨胀过程,根据热力学第一定律$\Delta U=Q - W$,因为$Q = 0$,$W = 0$,所以$\Delta U=0$。对于理想气体,内能$U$只与温度$T$有关,$\Delta U = 0$意味着温度不变,是等温过程;但对于实际气体,绝热自由膨胀过程中,分子间的相互作用会影响内能,温度可能会发生变化,不一定是等温过程。所以不能一概而论说绝热自由膨胀过程属于等温过程,选项D错误。