题目
24.如右图所示,用隔板将刚性绝热壁容器分成两半,两边充入压-|||-力不等的空气(视为理想气体),已知 _(UND)gt (P)_(UND) 将隔板抽去后 () 。-|||-A. =0, =0, Delta U=0-|||-B. =0, lt 0, Delta Ugt 0 空气 空气-|||-P左 P右-|||-C. gt 0, lt 0, Delta Ugt 0-|||-D. Delta U=0, =Wneq 0

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查热力学第一定律在刚性绝热系统中的应用,以及理想气体在自由膨胀过程中的能量变化规律。
解题核心思路:
- 刚性容器意味着系统体积不变($\Delta V = 0$),因此体积功$W=0$。
- 绝热条件保证系统与外界无热量交换($Q=0$)。
- 根据热力学第一定律 $\Delta U = Q + W$,可直接得出 $\Delta U = 0$。
破题关键点:
- 明确刚性容器和绝热条件对$Q$和$W$的限制。
- 理解气体混合过程中虽然存在局部膨胀和压缩,但整体体积不变,总功仍为零。
条件分析
- 刚性容器:体积固定,$\Delta V = 0$,因此体积功 $W = -P_{\text{外}} \Delta V = 0$。
- 绝热壁:系统与外界无热量交换,$Q = 0$。
应用热力学第一定律
根据 $\Delta U = Q + W$,代入 $Q = 0$ 和 $W = 0$,得 $\Delta U = 0$。
选项排除
- 选项A($Q=0, W=0, \Delta U=0$)完全符合推导结果。
- 其他选项均因错误假设存在热量交换或体积功而被排除。