题目
在一恒定体积的绝热箱中有一隔热挡板,其两侧放有n,T,p皆不相同的氮气(视为理想气体),今抽去隔板,则此过程ΔH( )0。A. >B. <C. =
在一恒定体积的绝热箱中有一隔热挡板,其两侧放有n,T,p皆不相同的氮气(视为理想气体),今抽去隔板,则此过程ΔH( )0。
A. >
B. <
C. =
题目解答
答案
C. =
解析
步骤 1:分析系统状态
系统为绝热恒容,即没有热量交换(Q=0)且体积不变(W=0),因此内能变化ΔU=0。
步骤 2:内能变化与温度变化的关系
对于理想气体,内能仅与温度有关,即ΔU=nC_v,mΔT。由于ΔU=0,所以n_1C_v,mΔT_1+n_2C_v,mΔT_2=0,其中n_1和n_2分别为两侧氮气的摩尔数,C_v,m为氮气的摩尔定容热容,ΔT_1和ΔT_2分别为两侧氮气的温度变化。
步骤 3:焓变与温度变化的关系
焓变ΔH=nC_p,mΔT,其中C_p,m为氮气的摩尔定压热容。由于ΔT_1和ΔT_2满足n_1C_v,mΔT_1+n_2C_v,mΔT_2=0,且C_p,m=C_v,m+R(R为理想气体常数),所以ΔH=n_1C_p,mΔT_1+n_2C_p,mΔT_2=0。
系统为绝热恒容,即没有热量交换(Q=0)且体积不变(W=0),因此内能变化ΔU=0。
步骤 2:内能变化与温度变化的关系
对于理想气体,内能仅与温度有关,即ΔU=nC_v,mΔT。由于ΔU=0,所以n_1C_v,mΔT_1+n_2C_v,mΔT_2=0,其中n_1和n_2分别为两侧氮气的摩尔数,C_v,m为氮气的摩尔定容热容,ΔT_1和ΔT_2分别为两侧氮气的温度变化。
步骤 3:焓变与温度变化的关系
焓变ΔH=nC_p,mΔT,其中C_p,m为氮气的摩尔定压热容。由于ΔT_1和ΔT_2满足n_1C_v,mΔT_1+n_2C_v,mΔT_2=0,且C_p,m=C_v,m+R(R为理想气体常数),所以ΔH=n_1C_p,mΔT_1+n_2C_p,mΔT_2=0。