题目
由热力学第一定律可知,理想气体()过程的内能是增加的A. 定温加热B. 绝热膨胀C. 定压放热D. 定容加热
由热力学第一定律可知,理想气体()过程的内能是增加的
- A. 定温加热
- B. 绝热膨胀
- C. 定压放热
- D. 定容加热
题目解答
答案
D
解析
步骤 1:理解热力学第一定律
热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明在一个系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。对于理想气体,其内能的变化与系统吸收的热量和对外做的功有关,即 ΔU = Q - W,其中 ΔU 是内能变化,Q 是系统吸收的热量,W 是系统对外做的功。
步骤 2:分析定温加热过程
在定温加热过程中,理想气体的温度保持不变,因此内能也不变(因为理想气体的内能仅与温度有关)。所以,定温加热过程的内能不变,选项 A 不正确。
步骤 3:分析绝热膨胀过程
在绝热膨胀过程中,没有热量交换,即 Q = 0。根据热力学第一定律,ΔU = -W。由于理想气体膨胀对外做功,W > 0,所以 ΔU < 0,内能减少。因此,绝热膨胀过程的内能减少,选项 B 不正确。
步骤 4:分析定压放热过程
在定压放热过程中,系统对外做功,同时放出热量。根据热力学第一定律,ΔU = Q - W。由于 Q < 0(放热),W > 0(做功),所以 ΔU 可能为负,也可能为正,取决于 Q 和 W 的相对大小。因此,定压放热过程的内能变化不确定,选项 C 不正确。
步骤 5:分析定容加热过程
在定容加热过程中,理想气体的体积不变,因此不做功,即 W = 0。根据热力学第一定律,ΔU = Q。由于加热过程吸收热量,Q > 0,所以 ΔU > 0,内能增加。因此,定容加热过程的内能增加,选项 D 正确。
热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表明在一个系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。对于理想气体,其内能的变化与系统吸收的热量和对外做的功有关,即 ΔU = Q - W,其中 ΔU 是内能变化,Q 是系统吸收的热量,W 是系统对外做的功。
步骤 2:分析定温加热过程
在定温加热过程中,理想气体的温度保持不变,因此内能也不变(因为理想气体的内能仅与温度有关)。所以,定温加热过程的内能不变,选项 A 不正确。
步骤 3:分析绝热膨胀过程
在绝热膨胀过程中,没有热量交换,即 Q = 0。根据热力学第一定律,ΔU = -W。由于理想气体膨胀对外做功,W > 0,所以 ΔU < 0,内能减少。因此,绝热膨胀过程的内能减少,选项 B 不正确。
步骤 4:分析定压放热过程
在定压放热过程中,系统对外做功,同时放出热量。根据热力学第一定律,ΔU = Q - W。由于 Q < 0(放热),W > 0(做功),所以 ΔU 可能为负,也可能为正,取决于 Q 和 W 的相对大小。因此,定压放热过程的内能变化不确定,选项 C 不正确。
步骤 5:分析定容加热过程
在定容加热过程中,理想气体的体积不变,因此不做功,即 W = 0。根据热力学第一定律,ΔU = Q。由于加热过程吸收热量,Q > 0,所以 ΔU > 0,内能增加。因此,定容加热过程的内能增加,选项 D 正确。