题目
【单选题】隔离系统内发生一变化过程,则系统的:()A. 热力学能守恒,焓守恒B. 热力学能不一定守恒,焓守恒C. 热力学能守恒,焓不一定守恒D. 热力学能、焓均不一定守恒
【单选题】隔离系统内发生一变化过程,则系统的:()
A. 热力学能守恒,焓守恒
B. 热力学能不一定守恒,焓守恒
C. 热力学能守恒,焓不一定守恒
D. 热力学能、焓均不一定守恒
题目解答
答案
C. 热力学能守恒,焓不一定守恒
解析
考查要点:本题主要考查隔离系统中热力学能(内能)和焓的守恒性,需结合热力学第一定律及焓的定义进行分析。
解题核心思路:
- 隔离系统的特性:系统与外界无能量和物质交换,因此总能量(内能)守恒。
- 焓的定义:焓 $H = U + PV$,其中 $U$ 是内能,$P$ 和 $V$ 分别为压强和体积。由于隔离系统中 $U$ 守恒,但 $P$ 和 $V$ 可能变化,因此 $PV$ 的值可能改变,导致焓不一定守恒。
破题关键点:
- 明确隔离系统的能量守恒性:内能 $U$ 必守恒。
- 理解焓的组成:焓由 $U$ 和 $PV$ 共同决定,$PV$ 的变化直接影响焓的守恒性。
在隔离系统中:
-
热力学能(内能)守恒:
隔离系统与外界无能量交换,根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$,此时 $Q = 0$(无热交换),$W = 0$(无功交换),因此 $\Delta U = 0$,即内能守恒。 -
焓不一定守恒:
焓定义为 $H = U + PV$。虽然 $U$ 守恒,但 $P$ 和 $V$ 可能随系统状态变化(例如化学反应或相变),导致 $PV$ 的值改变,从而 $\Delta H = \Delta (PV)$ 不一定为零。因此,焓可能变化。
选项分析:
- A:错误。焓守恒的条件是 $\Delta (PV) = 0$,但隔离系统中 $P$ 和 $V$ 可变。
- B:错误。内能一定守恒。
- C:正确。内能守恒,焓可能变化。
- D:错误。内能一定守恒。