题目
判断隔离系统内发生的任何变化过程,其 triangle U必定为零,其 triangle H亦为零。 A. √B. ×
$$ 判断隔离系统内发生的任何变化过程,其 $\triangle U$必定为零,其 $\triangle H$亦为零。 $$
A. √
B. ×
题目解答
答案
A. √
解析
考查要点:本题主要考查对隔离系统中热力学量变化的理解,特别是内能(ΔU)和焓(ΔH)的变化关系。
解题核心思路:
- 隔离系统的定义:系统与外界没有物质交换,也没有能量(热、功)交换。
- 内能变化ΔU:根据热力学第一定律,ΔU = Q + W。在隔离系统中,Q = 0(无热交换),W = 0(无功交换),因此ΔU必定为零。
- 焓变ΔH:焓H = U + PV,因此ΔH = ΔU + Δ(PV)。由于ΔU = 0,ΔH = Δ(PV)。在隔离系统中,若系统内部发生物理或化学变化导致压强P或体积V变化,则Δ(PV)可能不为零,但题目中强调“任何变化过程”,需判断ΔH是否必然为零。
破题关键点:
- 隔离系统中ΔU = 0是必然的,但ΔH是否为零取决于Δ(PV)是否为零。
- 题目表述中的“任何变化过程”隐含ΔH必定为零,需结合热力学基本关系式验证。
关键分析步骤
-
隔离系统特性:
隔离系统中,能量守恒要求ΔU = 0。
$\Delta U = Q + W = 0 + 0 = 0$ -
焓的定义与变化:
焓H = U + PV,因此焓变:
$\Delta H = \Delta U + \Delta (PV)$
由于ΔU = 0,得:
$\Delta H = \Delta (PV)$ -
Δ(PV)的分析:
- 在隔离系统中,若系统内部发生化学反应或相变,可能导致压强P或体积V变化。
- 例如,若反应导致气体体积增大但系统体积固定(刚性容器),则压强P会增大,Δ(PV) ≠ 0,从而ΔH ≠ 0。
- 但题目中强调“任何变化过程”,需判断是否存在ΔH ≠ 0的情况。
-
结论推导:
- 题目认为ΔH必定为零,但根据热力学关系式,ΔH = Δ(PV),而Δ(PV)可能不为零。
- 题目表述存在错误,正确答案应为“×”(B选项)。