下面有关理想气体的论述,正确的是()A理想气体分子之间没有相互作用,所以理想气体的内部没有压强B在装有理想气体的容器壁上开一个小孔,从孔中泻流出来的气体速度分布在2π立体角内是各向同性的C理想气体的定体热容CV与温度T无关D理想气体在做自由膨胀后温度不会发生变化
下面有关理想气体的论述,正确的是()
A理想气体分子之间没有相互作用,所以理想气体的内部没有压强
B在装有理想气体的容器壁上开一个小孔,从孔中泻流出来的气体速度分布在
立体角内是各向同性的
C理想气体的定体热容CV与温度T无关
D理想气体在做自由膨胀后温度不会发生变化
题目解答
答案
本题考查了理想气体的基本性质和热力学过程。
A 选项: 理想气体分子之间没有相互作用, 所以理想气体的内部没有压强
错误。理想气体的压强是由气体分子不断撞击容器壁产生的,并不与分子间相互作用力有关。
B 选项: 在装有理想气体的容器壁上开一个小孔, 从孔中泻流出来的气体速度分布在
立体角内是各向同性的
错误。泄漏气体的分子速度分布遵循麦克斯韦分布,且沿孔的方向分布不为各向同性。
C 选项: 理想气体的定体热容
与温度 (T) 无关
错误。定体热容
通常与温度相关,尽管某些情况下它可以近似为常数。
D 选项: 理想气体在做自由膨胀后温度不会发生变化
正确。自由膨胀过程是一个不做功且不与外界交换热量的过程,内能不变,温度保持不变。
答案:D
解析
本题考查理想气体的基本性质和热力学过程的理解。解题关键在于掌握以下核心知识点:
- 理想气体压强的微观本质:分子碰撞容器壁产生压强,与分子间作用力无关;
- 气体泄漏的速度分布:麦克斯韦分布的各向异性特点;
- 定体热容的温度依赖性:理想气体热容随温度变化的规律;
- 自由膨胀过程的热力学特性:绝热过程、内能变化与温度的关系。
选项A分析
错误。理想气体分子间无相互作用力,但分子与容器壁的碰撞会产生压强。压强的大小由分子的平均动能和单位面积碰撞次数决定,与分子间作用力无关。
选项B分析
错误。气体从小孔泄漏时,分子的速度分布仍遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布。由于小孔的存在,分子更倾向于沿孔的方向运动,导致速度分布沿孔方向集中,而非各向同性。
选项C分析
错误。理想气体的定体热容$C_V$在经典极限下(如常温条件)可近似为常数,但严格来说,$C_V$会随温度变化。例如,在低温下分子振动自由度被“冻结”,$C_V$会减小。
选项D分析
正确。自由膨胀是理想气体与外界无热交换且不做功的过程。理想气体的内能仅由温度决定,因此温度保持不变。