如图所示,相通的容器甲、乙间装有阀门 K ,容器甲中充满气体,容器乙内为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门 K 后,甲中的气体进入乙中,最终达到平衡,则( )
A .气体体积膨胀,对外做功
B .气体分子势能减少,内能增加
C .体积变大,温度降低
D .乙中气体不可能自发地全部退回到甲中
D
【详解】 A .打开阀门 K 后,甲中的气体进入乙中,由于乙中为真空,所以甲中的气体不会做功,故 A 错误;
BC .系统与外界无热交换,所以气体内能不变,气体的温度也不变,故 BC 错误;
D .由热力学第二定律知,真空中气体膨胀具有方向性,在无外界作用时,乙中气体不可能自发地全部退回到甲中,故 D 正确。
故选 D 。
热力学第一定律在理想气体中的应用方法:
1.功W的正负分析
若体积V增大,则W取“-”;若体积V减小,则形取“+”。
注意,若气体向真空中自由膨胀时,则W=0。
2.△U的正负分析
一定质量理想气体的内能只与温度有关。
若温度T增大,△U取“+”;若温度T减小,△U取“-”;若T不变,贝△U=0。
3.Q的正负分析:
绝热Q=0,吸热Q取“+”,放热Q取“-”。
4.气体状态变化还应结合分析
5.由图像讨论气体的功、热量和内能
(1)等温线(如图所示):一定质量的理想气体,
,等温降压膨胀,内能不变,吸热等于对外做的功。
,等容升温升压,不做功,吸热等于内能增加。
,等压降温压缩,放热等于外界做功和内能减少量。
(2)等容线(如图所示):一定质量的理想气体,。
状态及能量变化同等温线分析。
(3)等压线(如图所示):一定质量的理想气体.等温升压压缩,内能不变,外界做功等于放热;等压升温膨胀,吸热等于内能增加量和对外做的功;等容降温降压,内能减小量等于放热。
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