题目
理想气体的状态改变了,其内能值:()A. 必定改变B. 必定不变C. 不一定改变D. 状态与内能无关
理想气体的状态改变了,其内能值:()
A. 必定改变
B. 必定不变
C. 不一定改变
D. 状态与内能无关
题目解答
答案
C. 不一定改变
解析
考查要点:本题主要考查理想气体的内能与状态变化的关系,关键在于理解理想气体的内能仅由温度决定这一核心性质。
解题思路:
- 明确理想气体的内能公式为 $U = \frac{f}{2} NkT$(或 $U = \frac{f}{2} nRT$),其中温度 $T$ 是唯一影响内能的因素。
- 状态改变可能指压强、体积、温度中的一个或多个变化,但只要温度保持不变,内能就不变。
- 结合具体过程(如等温、等压、等容过程)分析温度是否变化,从而判断内能是否改变。
破题关键:
- 内能与温度的直接关系是解题的核心,与压强、体积的变化无关。
- 状态改变时,若温度不变(如等温过程),内能不变;若温度变化(如等压或等容过程),内能改变。因此内能“不一定改变”。
理想气体的内能公式为 $U = \frac{f}{2} NkT$,其中 $f$ 是自由度,$N$ 是分子数,$k$ 是玻耳兹曼常数,$T$ 是温度。由此可知:
- 内能仅由温度决定,与压强、体积无关。
- 当理想气体的状态改变时:
- 若温度 $T$ 不变(如等温膨胀或压缩过程),内能 $U$ 不变。
- 若温度 $T$ 改变(如等压或等容过程),内能 $U$ 改变。
- 因此,状态改变时,内能可能变也可能不变,取决于温度是否变化。
选项分析:
- A. 必定改变:错误,若温度不变则内能不变。
- B. 必定不变:错误,若温度改变则内能改变。
- C. 不一定改变:正确,温度可能变或不变,对应内能可能变或不变。
- D. 状态与内能无关:错误,状态中的温度影响内能。