题目
【单选题】在相同的温度变化区间内,理想气体经历一个定容过程时,其热力学能变化量比经历一个定压过程时()A. 大B. 大小相等C. 小D. 大或小不确定
【单选题】在相同的温度变化区间内,理想气体经历一个定容过程时,其热力学能变化量比经历一个定压过程时()
A. 大
B. 大小相等
C. 小
D. 大或小不确定
题目解答
答案
B. 大小相等
解析
考查要点:本题主要考查理想气体热力学能(内能)的变化规律,以及过程类型(定容、定压)对内能的影响。
解题核心思路:
理想气体的热力学能(内能)仅是温度的函数,与过程无关。因此,只要温度变化相同,无论经历定容还是定压过程,内能变化量ΔU均相等。
破题关键点:
- 明确内能的性质:理想气体的内能由分子动能总和决定,与温度一一对应。
- 区分内能与热量:虽然定容和定压过程吸收的热量不同(Q_v ≠ Q_p),但内能变化ΔU仅由温度变化决定。
理想气体的内能公式为:
$\Delta U = C_v \Delta T$
其中,$C_v$为定容摩尔热容,$\Delta T = T_2 - T_1$为温度变化量。
关键结论:
- 定容过程中,气体体积不变,外界不做功,吸收的热量全部用于内能变化($Q_v = \Delta U$)。
- 定压过程中,气体体积变化,对外做功,吸收的热量部分用于内能变化,部分用于做功($Q_p = \Delta U + W$)。
- 无论过程类型如何,只要温度变化量$\Delta T$相同,内能变化量$\Delta U$始终相等。
因此,题目中两种过程的内能变化量大小相等。