Question

用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图①），现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图②），这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是  （ ）
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动?
B．自由膨胀前后，气体的压强不变?
C．自由膨胀前后，气体的温度不变?
D．容器中的气体在足够长的时间内，还能全部自动回到A部分

Answer 1

【答案】分析：正确解答本题要掌握：气体分子做无规则热运动，不可能只做定向运动；气体自由膨胀过程中不受阻力，因此不做功；自然界中的宏观过程具有方向性，是不可逆的，注意热力学第二定律的应用．
解答：解：A、分子时刻在做无规则的热运动，故A错误；
B、自由膨胀后，温度不变，体积变大，由气态方程可知，压强变小，故B错误；
C、自由膨胀过程中由于不受阻力作用，因此气体不做功，由于容器绝热，因此Q=0，由△U=W+Q可知，气体内能不变，因此温度也不变，故C正确；
D、根据热力学第二定律可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故D错误．
故选C．
点评：正确利用热力学第二定律解释一些物理现象，在利用热力学第一定律△U=W+Q时注意公式中各个物理量的含义，尤其注意各个物理量的正负问题．