题目
一定量单原子理想气体,经历_过程或经历_过程时系统与环境交换的体积功W=0。A. 恒压,自由膨胀B. 恒容,自由膨胀C. 恒温,恒容D. 恒容,恒压
一定量单原子理想气体,经历_过程或经历_过程时系统与环境交换的体积功W=0。
A. 恒压,自由膨胀
B. 恒容,自由膨胀
C. 恒温,恒容
D. 恒容,恒压
题目解答
答案
B. 恒容,自由膨胀
解析
考查要点:本题主要考查理想气体在不同过程中体积功的计算,需明确体积功的公式及不同过程的特点。
解题核心思路:
体积功公式为 $W = -P_{\text{ext}} \Delta V$。当 $\Delta V = 0$(恒容过程) 或 $P_{\text{ext}} = 0$(自由膨胀) 时,体积功 $W = 0$。需结合选项中过程的特点进行判断。
破题关键点:
- 恒容过程:体积不变($\Delta V = 0$),无论外界压力如何,体积功均为零。
- 自由膨胀:气体膨胀到真空,外界压力 $P_{\text{ext}} = 0$,体积功也为零。
选项分析
选项B(恒容、自由膨胀):
- 恒容过程:
- 恒容即体积 $V$ 不变,$\Delta V = 0$。
- 代入公式 $W = -P_{\text{ext}} \Delta V$,得 $W = 0$。
- 自由膨胀:
- 气体膨胀到真空,外界压力 $P_{\text{ext}} = 0$。
- 无论体积如何变化,$W = -P_{\text{ext}} \Delta V = 0$。
其他选项排除:
- 恒压过程:体积可能变化($\Delta V \neq 0$),且 $P_{\text{ext}}$ 为恒定值,$W \neq 0$。
- 恒温或恒压过程:若体积变化,则 $W \neq 0$。