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隔离系统为什么q=0

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隔离系统中,热力学第一定律规定系统内能变化量等于外界传递的热量与外界做功之和,即ΔU=Q+W。由于隔离系统与外界没有物质和能量交换,因此Q=0,W=0,最终导致ΔU=0。具体原因如下:

定义与性质

隔离系统(孤立体系)指与外界既无物质交换也无能量交换的系统。根据热力学第一定律,系统内能变化量ΔU仅由外界传入的热量Q和外界对系统做的功W决定。

热量传递为零

因为隔离系统与外界无能量交换,所以系统不会从外界吸收或放出热量,即Q=0。这是隔离系统内能守恒的直接原因。

功为零

同样,由于无物质交换,外界对系统也不可能做功(W=0)。这一条件与热量传递为零共同作用,确保ΔU=0。

内能守恒结论

结合热力学第一定律ΔU=Q+W,当Q=0且W=0时,系统内能ΔU保持不变。这一结论适用于所有隔离系统过程。

总结:

隔离系统中Q=0的根本原因是系统与外界无能量交换,这一特性直接源于隔离系统的定义和热力学第一定律的推论。