Question

（2006?江蘇）用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質量的理想氣體，B為真空（如圖①），現把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器（如圖②），這個過程稱為氣體的自由膨脹，下列說法正確的是  （　　）

A．自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運動?

B．自由膨脹前后，氣體的壓強不變?

C．自由膨脹前后，氣體的溫度不變?

D．容器中的氣體在足夠長的時間內，還能全部自動回到A部分

Answer 1

分析：正確解答本題要掌握：氣體分子做無規則熱運動，不可能只做定向運動；氣體自由膨脹過程中不受阻力，因此不做功；自然界中的宏觀過程具有方向性，是不可逆的，注意熱力學第二定律的應用．

解答：解：A、分子時刻在做無規則的熱運動，故A錯誤；
B、自由膨脹后，溫度不變，體積變大，由氣態方程可知，壓強變小，故B錯誤；
C、自由膨脹過程中由于不受阻力作用，因此氣體不做功，由于容器絕熱，因此Q=0，由△U=W+Q可知，氣體內能不變，因此溫度也不變，故C正確；
D、根據熱力學第二定律可知，氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故D錯誤．
故選C．

點評：正確利用熱力學第二定律解釋一些物理現象，在利用熱力學第一定律△U=W+Q時注意公式中各個物理量的含義，尤其注意各個物理量的正負問題．