题目
下列各式哪个不受理想气体的条件限制()A. △H=△U+p△VB. Cp,m一CV,m=RC. pV-1=常数D. W=一nRTln(V2/V1)
下列各式哪个不受理想气体的条件限制()
A. △H=△U+p△V
B. Cp,m一CV,m=R
C. pV-1=常数
D. W=一nRTln(V2/V1)
题目解答
答案
A. △H=△U+p△V
解析
本题考查热力学基本公式的适用条件,需判断哪个选项的公式不依赖于理想气体假设。关键点在于:
- 理想气体特有公式:如 Mayer 关系式($C_{p,m}-C_{v,m}=R$)、玻意耳定律($pV^{-1}=\text{常数}$)、恒温膨胀功公式($W=-nRT\ln(V_2/V_1)$)均基于理想气体行为。
- 普遍适用公式:焓变公式($\Delta H=\Delta U+p\Delta V$)由焓的定义直接推导,与物质状态无关,适用于任何物质。
选项分析
选项A:$\Delta H=\Delta U+p\Delta V$
- 推导依据:焓的定义 $H=U+pV$,对任意过程有 $\Delta H=\Delta U+\Delta(pV)$。
- 简化条件:若过程为准静态且外界压强 $p_{\text{外}} \approx p$,则 $\Delta(pV)=p\Delta V + V\Delta p$。但公式本身不依赖理想气体,仅需准静态过程即可成立,因此普遍适用。
选项B:$C_{p,m}-C_{v,m}=R$
- 推导依据:Mayer 关系式,仅在理想气体条件下成立(因焓和内能仅与温度相关)。
选项C:$pV^{-1}=\text{常数}$
- 推导依据:玻意耳定律,仅适用于理想气体的恒温过程。
选项D:$W=-nRT\ln(V_2/V_1)$
- 推导依据:理想气体恒温膨胀功公式,直接依赖于 $pV=nRT$,仅适用于理想气体。