题目
对于理想气体的等温膨胀过程,下列说法正确的是()A. 气体内能增加,吸收热量B. 气体内能减少,放出热量C. 气体内能不变,吸收热量D. 气体内能不变,放出热量
对于理想气体的等温膨胀过程,下列说法正确的是()
A. 气体内能增加,吸收热量
B. 气体内能减少,放出热量
C. 气体内能不变,吸收热量
D. 气体内能不变,放出热量
题目解答
答案
C. 气体内能不变,吸收热量
解析
考查要点:本题主要考查理想气体等温过程的内能变化、做功与热量交换的关系,以及热力学第一定律的应用。
解题核心思路:
- 理想气体的内能性质:理想气体的内能仅由温度决定,与体积、压强无关。
- 等温过程的特点:温度不变时,气体对外做功或外界对气体做功,需通过热交换维持内能不变。
- 热力学第一定律:$\Delta U = Q + W$(或$\Delta U = Q - W$,需注意符号约定),结合等温过程$\Delta U = 0$,推导热量与功的关系。
破题关键点:
- 明确等温膨胀过程中气体体积增大,对外做功。
- 根据内能不变,判断热量的吸收或释放方向。
选项分析
选项C正确的原因:
- 内能不变:等温过程中温度不变,理想气体的内能仅由温度决定,因此$\Delta U = 0$。
- 吸收热量:气体膨胀对外做功($W > 0$),根据热力学第一定律$\Delta U = Q + W$,得$Q = -W$。由于气体对外做功($W < 0$),需吸收热量($Q > 0$)补充能量。
错误选项排除:
- A、B:内能变化与温度无关,等温过程内能不变。
- D:若放出热量,则无法平衡对外做的功,导致内能减少,与等温条件矛盾。