题目
dQp = dH的适用条件是:封闭系统( )A. 可逆过程;B. 理想气体;C. 恒压的化学变化;D. 恒压只做体积功
dQp = dH的适用条件是:封闭系统( )
A. 可逆过程;
B. 理想气体;
C. 恒压的化学变化;
D. 恒压只做体积功
题目解答
答案
D. 恒压只做体积功
解析
考查要点:本题主要考查热力学中焓变(ΔH)与恒压热(Qp)关系的适用条件,即dQp = dH成立的条件。
解题核心思路:
- 焓的定义:焓H = U + PV,其变化ΔH = ΔU + PΔV(恒压条件下)。
- 热力学第一定律:ΔU = Q - W(W为系统对外做的功)。
- 关键推导:在恒压且只做体积功(如膨胀/压缩功)时,Qp = ΔH。若存在其他形式的功(如电功、搅拌功等),则Qp ≠ ΔH。
破题关键点:
- 恒压是必要条件,但需进一步明确是否排除其他形式的功。
- 只做体积功是隐含条件,若存在非体积功,关系式不成立。
推导过程:
- 恒压条件:系统保持压力P恒定。
- 功的形式:若系统仅对外做体积功(W = -PΔV),则根据热力学第一定律:
$\Delta U = Q_p - (-P\Delta V) \implies Q_p = \Delta U + P\Delta V$ - 焓的定义:
$\Delta H = \Delta U + P\Delta V$
因此,Qp = ΔH。 - 条件限制:若存在其他形式的功(如非体积功),则Qp ≠ ΔH。
选项分析:
- A. 可逆过程:与过程是否可逆无关,无论可逆与否,只要满足恒压且只做体积功,Qp = ΔH。
- B. 理想气体:理想气体的焓仅是温度的函数,但题目未限定物质类型,条件不必要。
- C. 恒压的化学变化:化学变化可能伴随非体积功(如电功),此时Qp ≠ ΔH。
- D. 恒压只做体积功:直接对应推导条件,正确。