题目
对于一定质量的理想气体,下列叙述中正确的是( )等压压缩时,内能减少,放出热量 ; 等温膨胀时,内能增加,吸收热量 ; 等容加热时,压强升高,对外做功。
对于一定质量的理想气体,下列叙述中正确的是( )
- 等压压缩时,内能减少,放出热量 ;
- 等温膨胀时,内能增加,吸收热量 ;
- 等容加热时,压强升高,对外做功。
题目解答
答案
【答案】AB
【解析】已知理想气体状态方程
(C为常量)
A选项:等压压缩时,
,V变小,W>0;而T变小,
,根据热力学第一定律:
,知Q<0,气体放出热量,故A正确;
B选项:等温膨胀,内能增加,V变大,W<0,根据热力学第一定律:
,知Q>0,气体吸收热量,故B正确;
C选项:等容升温,
,P变大,W=0,T变大,内能增加,
,根据热力学第一定律:
,知Q>0,气体吸收热量,外界对系统不做功,故C错误。
解析
本题考查理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用,需结合气体变化过程(等压、等温、等容)判断内能变化、做功及热量交换关系。关键点在于:
- 等压过程:体积变化导致温度变化,内能变化由温度决定;
- 等温过程:内能不变,热量补偿做功;
- 等容过程:无做功,热量全部用于改变内能。
A选项:等压压缩时,内能减少,放出热量
- 等压过程:由理想气体方程 $PV = nRT$,体积 $V$ 减小,温度 $T$ 必然降低;
- 内能变化:温度降低,内能 $\Delta U < 0$;
- 做功分析:外界对气体压缩,外界做功 $W > 0$;
- 热力学第一定律:$\Delta U = Q + W$,代入得 $Q = \Delta U - W$。因 $\Delta U < 0$ 且 $W > 0$,故 $Q < 0$,气体放热。
B选项:等温膨胀时,内能增加,吸收热量
- 等温过程:温度 $T$ 不变,内能 $\Delta U = 0$;
- 做功分析:气体对外做功,外界做功 $W < 0$;
- 热力学第一定律:$\Delta U = Q + W$,代入得 $Q = -W$。因 $W < 0$,故 $Q > 0$,气体吸热。
C选项:等容加热时,压强升高,对外做功
- 等容过程:体积 $V$ 不变,无做功 $W = 0$;
- 加热过程:温度 $T$ 升高,压强 $P$ 增大,内能 $\Delta U > 0$;
- 热力学第一定律:$\Delta U = Q + W$,代入得 $Q = \Delta U > 0$,气体吸热;
- 错误点:等容过程无对外做功,选项描述错误。