题目
在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:A. Q > 0,W > 0,∆U > 0 ;B. Q = 0,W = 0,∆U C. Q = 0,W = 0,∆U = 0 ;D. Q 0,∆U
在一个绝热刚瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:
A. Q > 0,W > 0,∆U > 0 ;
B. Q = 0,W = 0,∆U < 0 ;
C. Q = 0,W = 0,∆U = 0 ;
D. Q < 0,W > 0,∆U < 0 ।
题目解答
答案
C. Q = 0,W = 0,∆U = 0 ;
解析
步骤 1：理解绝热刚瓶的性质
绝热刚瓶意味着系统与外界没有热交换，即 Q = 0。刚瓶意味着体积不变，因此系统对外界没有做功，即 W = 0。
步骤 2：分析化学反应的性质
化学反应是放热的，意味着反应过程中释放热量，但因为系统是绝热的，所以这部分热量不会传递给外界，而是留在系统内部。分子数增加意味着反应后系统内的分子数比反应前多，这通常意味着反应后系统的内能增加。
步骤 3：应用热力学第一定律
热力学第一定律表明，系统的内能变化等于系统吸收的热量加上外界对系统做的功，即 ∆U = Q + W。由于 Q = 0 且 W = 0，所以 ∆U = 0。但是，由于反应是放热的，分子数增加，系统内能实际上增加了，这与绝热刚瓶的性质相矛盾，因此，正确答案是系统内能不变，即 ∆U = 0。
绝热刚瓶意味着系统与外界没有热交换，即 Q = 0。刚瓶意味着体积不变，因此系统对外界没有做功，即 W = 0。
步骤 2：分析化学反应的性质
化学反应是放热的，意味着反应过程中释放热量，但因为系统是绝热的，所以这部分热量不会传递给外界，而是留在系统内部。分子数增加意味着反应后系统内的分子数比反应前多，这通常意味着反应后系统的内能增加。
步骤 3：应用热力学第一定律
热力学第一定律表明，系统的内能变化等于系统吸收的热量加上外界对系统做的功，即 ∆U = Q + W。由于 Q = 0 且 W = 0，所以 ∆U = 0。但是，由于反应是放热的，分子数增加，系统内能实际上增加了，这与绝热刚瓶的性质相矛盾，因此，正确答案是系统内能不变，即 ∆U = 0。