题目
在____过程中,气体的内能会增加。A. 绝热压缩B. 绝热膨胀C. 定温膨胀D. 定温压缩
在____过程中,气体的内能会增加。
A. 绝热压缩
B. 绝热膨胀
C. 定温膨胀
D. 定温压缩
题目解答
答案
A. 绝热压缩
解析
本题考查热力学第一定律以及不同热力学过程中气体内能的变化情况。解题的关键在于理解热力学第一定律公式$\Delta U = Q - W$,其中$\Delta U$表示内能的变化量,$Q$表示系统吸收的热量,$W$表示系统对外界做的功。然后分别分析每个选项中$Q$和$W$的情况,进而判断$\Delta U$的正负,确定内能是否增加。
选项A:绝热压缩
- 绝热过程的特点是系统与外界没有热量交换,即$Q = 0$。
- 压缩过程意味着外界对气体做功,根据功的正负规定,外界对气体做功$W\lt0$。
- 将$Q = 0$和$W\lt0$代入热力学第一定律公式$\Delta U = Q - W$,可得$\Delta U=0 - W=-W$,因为$W\lt0$,所以$\Delta U\gt0$,这表明气体的内能增加。
选项B:绝热膨胀
- 同样,绝热过程$Q = 0$。
- 膨胀过程是气体对外界做功,即$W\gt0$。
- 代入热力学第一定律公式$\Delta U = Q - W$,可得$\Delta U=0 - W=-W$,由于$W\gt0$,所以$\Delta U\lt0$,气体的内能减少。
选项C:定温膨胀
- 定温过程中,理想气体的内能只与温度有关,温度不变则内能不变,即$\Delta U = 0$。
- 膨胀过程气体对外界做功$W\gt0$。
- 根据热力学第一定律$\Delta U = Q - W$,因为$\Delta U = 0$,所以$Q = W\gt0$,即气体从外界吸收热量来维持内能不变。
选项D:定温压缩
- 定温过程$\Delta U = 0$。
- 压缩过程外界对气体做功$W\lt0$。
- 由热力学第一定律$\Delta U = Q - W$,可得$Q = W\lt0$,即气体向外界放出热量来维持内能不变。