题目
气体在定压情况下进行加热,加入的热量部分用于增加气体的热力学能,使其温度升高,部分用于推动活塞升高而对外做功。A. 正确B. 错误
气体在定压情况下进行加热,加入的热量部分用于增加气体的热力学能,使其温度升高,部分用于推动活塞升高而对外做功。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查热力学第一定律在定压过程中的应用,以及对气体做功与内能变化关系的理解。
解题核心思路:
在定压条件下,气体吸收的热量需同时满足两个效果:
- 增加气体的热力学能(内能),导致温度升高;
- 对外做功(推动活塞对外做功)。
根据热力学第一定律 $Q = \Delta U + W$,热量 $Q$ 的分配关系需明确。
破题关键点:
- 定压过程中,气体体积可能变化,因此存在对外做功;
- 理想气体的内能仅由温度决定,温度升高对应内能增加;
- 热量的双重用途需与公式中的物理量对应。
在定压条件下,气体吸收的热量 $Q$ 的去向如下:
-
部分热量用于增加内能:
气体温度升高,分子热运动加剧,导致热力学能(内能)$\Delta U$ 增加。
对于理想气体,$\Delta U = nC_v \Delta T$,其中 $C_v$ 为定容摩尔热容。 -
部分热量用于对外做功:
气体体积膨胀,推动活塞对外做功 $W$。
根据理想气体状态方程,$W = P \Delta V = nR \Delta T$(定压过程)。 -
热量的总分配关系:
根据热力学第一定律 $Q = \Delta U + W$,可得:
$Q = nC_v \Delta T + nR \Delta T = n(C_v + R) \Delta T = nC_p \Delta T$
其中 $C_p$ 为定压摩尔热容。
结论:题目描述符合热力学第一定律,热量确实分为两部分,因此选项 A. 正确。