题目
下列过程中 , 系统内能变化不为零的是A. 不可逆循环过程B. 可逆循环过程C. 两种理想气体的混合过程D. 纯液体的真空蒸发过程
下列过程中 , 系统内能变化不为零的是
A. 不可逆循环过程
B. 可逆循环过程
C. 两种理想气体的混合过程
D. 纯液体的真空蒸发过程
题目解答
答案
D. 纯液体的真空蒸发过程
解析
考查要点:本题主要考查热力学中内能变化的判断,需结合不同物理过程的特点进行分析。
解题核心思路:
- 内能的定义:内能是系统所有分子动能和势能的总和。对于理想气体,内能仅由温度决定;而对于实际物质(如液体),内能还与相态变化有关。
- 循环过程:无论可逆还是不可逆,循环过程后系统回到初始状态,温度不变,内能变化为零。
- 理想气体混合:理想气体分子间无相互作用,混合过程温度不变,内能变化为零。
- 液体蒸发:蒸发涉及相变,分子间势能显著增加,即使温度变化,总内能也会发生改变。
破题关键点:
- 明确不同过程是否引起温度变化或分子间势能变化,从而判断内能是否变化。
选项分析
A. 不可逆循环过程
循环过程结束后,系统回到初始状态,温度不变,因此内能变化 $\Delta U = 0$。
B. 可逆循环过程
同理,可逆循环过程也满足初始状态恢复,温度不变,$\Delta U = 0$。
C. 两种理想气体的混合过程
理想气体分子间无作用力,混合时温度不变,且内能仅由温度决定,因此 $\Delta U = 0$。
D. 纯液体的真空蒸发过程
液体蒸发时,分子从液态变为气态,分子间势能显著增加。即使蒸发过程中温度可能下降,但相变导致的势能增加占主导,总内能 $\Delta U \neq 0$。