题目
由某理想气体组成的闭口系统,经一绝热真空膨胀过程,其温度_,其压力_,其热力学能_,其熵变_ (填:增大,减小,不变,不确定)。第1空:第2空:第3空:第4空:
由某理想气体组成的闭口系统,经一绝热真空膨胀过程,其温度_,其压力_,其热力学能_,其熵变_ (填:增大,减小,不变,不确定)。
第1空:
第2空:
第3空:
第4空:
题目解答
答案
在绝热真空膨胀过程中,由于没有热量交换和外界做功,系统内部没有能量交换,即 ( Q = 0 ) 和 ( W = 0 )。因此,根据热力学第一定律,内能 ( U ) 保持不变。
1.温度(( T )):在绝热过程中,理想气体的温度会下降。这是因为系统在膨胀过程中做功,而内能不变,故温度下降。
2.压力(( P )):由于绝热过程中没有热量交换,理想气体的压力会下降。这是由于气体膨胀导致的。
3.热力学能(内能 ( U )):在绝热过程中,内能保持不变,因为没有热量交换。
4.熵变
:由于绝热过程中没有热量交换,熵变为零。绝热过程中的熵变公式为
。
因此,填空答案为:
第1空:减小
第2空:减小
第3空:不变
第4空:不变
解析
步骤 1:绝热过程的定义
绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程,即 ( Q = 0 )。在绝热过程中,系统内部的能量变化仅由系统对外界做功或外界对系统做功引起。
步骤 2:真空膨胀过程的定义
真空膨胀是指系统在没有外界压力作用下膨胀的过程。在真空膨胀过程中,系统对外界做功,但没有外界对系统做功。
步骤 3:理想气体的内能
对于理想气体,其内能仅与温度有关,与体积和压力无关。因此,在绝热过程中,如果系统对外界做功,内能会减少,温度会下降。但由于题目中提到的是闭口系统,即系统内质量不变,且没有外界做功,因此内能保持不变。
步骤 4:熵变
熵变是衡量系统无序度变化的物理量。在绝热过程中,由于没有热量交换,熵变取决于系统内部能量的分布。对于理想气体的绝热过程,熵变取决于过程是否可逆。在可逆绝热过程中,熵变保持不变;在不可逆绝热过程中,熵变增加。但由于题目中没有明确说明过程是否可逆,因此熵变不确定。
绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程,即 ( Q = 0 )。在绝热过程中,系统内部的能量变化仅由系统对外界做功或外界对系统做功引起。
步骤 2:真空膨胀过程的定义
真空膨胀是指系统在没有外界压力作用下膨胀的过程。在真空膨胀过程中,系统对外界做功,但没有外界对系统做功。
步骤 3:理想气体的内能
对于理想气体,其内能仅与温度有关,与体积和压力无关。因此,在绝热过程中,如果系统对外界做功,内能会减少,温度会下降。但由于题目中提到的是闭口系统,即系统内质量不变,且没有外界做功,因此内能保持不变。
步骤 4:熵变
熵变是衡量系统无序度变化的物理量。在绝热过程中,由于没有热量交换,熵变取决于系统内部能量的分布。对于理想气体的绝热过程,熵变取决于过程是否可逆。在可逆绝热过程中,熵变保持不变;在不可逆绝热过程中,熵变增加。但由于题目中没有明确说明过程是否可逆,因此熵变不确定。