题目
【单选题】理想气体等温自由膨胀过程中,下列答案正确的是()。A. Q > 0B. W C. Δ U > 0D. Δ H = 0
【单选题】理想气体等温自由膨胀过程中,下列答案正确的是()。
A. Q > 0
B. W < 0
C. Δ U > 0
D. Δ H = 0
题目解答
答案
D. Δ H = 0
解析
考查要点:本题主要考查理想气体在等温自由膨胀过程中的热力学量变化,涉及内能、焓变、热和功的概念。
解题核心思路:
- 等温过程:理想气体的内能仅由温度决定,因此温度不变时,ΔU=0。
- 自由膨胀特点:系统与外界无热交换(Q=0),且对外做功为0(W=0)。
- 焓变计算:焓H是温度的函数,等温时ΔH=0。
破题关键点:
- 明确理想气体等温过程的内能变化规律。
- 理解自由膨胀过程中热和功的特性。
- 结合热力学第一定律和状态方程推导焓变。
选项分析
A. Q > 0
错误。自由膨胀是绝热过程,系统与外界无热交换,因此 Q=0。
B. W < 0
错误。自由膨胀过程中,气体迅速膨胀,外界压力为0,对外做功W=0。
C. ΔU > 0
错误。理想气体的内能仅与温度有关,等温时 ΔU=0。
D. ΔH = 0
正确。焓H = U + PV,等温时ΔU=0且PV=常数(由理想气体状态方程PV=nRT),故 ΔH=0。