题目
见下图,通电后,若以蓄电池为系统,则有绝热箱电热丝水下-|||-绝热箱 --- ---|||---------|||-----|||------|||-电热丝 --- 水-|||-----|||-----|||----A Q<0,W=0, △ U<0 B Q=0,W>0, △ U>0 C Q>0,W=0, △ U>0 D Q=0,W<0, △ U<0
见下图,通电后,若以蓄电池为系统,则有绝热箱电热丝水

A Q<0,W=0, △ U<0
B Q=0,W>0, △ U>0
C Q>0,W=0, △ U>0
D Q=0,W<0, △ U<0
题目解答
答案
答 D
首先,绝热箱意味着系统与外界没有热量交换,即 Q=0 。
其次,蓄电池通电后,电流通过电热丝对水做功,系统对外做功,所以 W<0 。
根据热力学第一定律△ U=Q+W ,由于 Q=0 , W<0,所以△ U <0 。
综上所述,答案选择 D 选项
解析
考查要点:本题主要考查热力学第一定律在实际情境中的应用,重点在于理解绝热过程的热量交换特点,以及功的正负判断。
解题核心思路:
- 绝热箱的条件意味着系统与外界无热量交换,即$Q=0$。
- 蓄电池放电时,电能转化为热能,系统对外做功,此时功的符号为负($W<0$)。
- 根据热力学第一定律$\Delta U = Q + W$,结合前两步的结论,即可确定内能变化$\Delta U$的符号。
破题关键点:
- 明确系统边界(蓄电池为系统)。
- 正确判断功的正负:系统对外做功时,$W<0$。
绝热过程的热量分析
绝热箱的特性是完全隔绝热量交换,因此系统(蓄电池)与外界之间没有热量传递,即:
$Q = 0$
功的计算
蓄电池放电时,电流通过电热丝产生热量,导致水的温度升高。此时,蓄电池作为系统对外做功(电能转化为热能),根据热力学中功的符号约定:
$W < 0$
内能变化的计算
根据热力学第一定律:
$\Delta U = Q + W$
代入已知条件$Q=0$和$W<0$,可得:
$\Delta U < 0$