题目
[单选] 氮气进行绝热可逆膨胀()。A. ΔU=0B. ΔS=0C. ΔA=0D. ΔG=0
[单选] 氮气进行绝热可逆膨胀()。
A. ΔU=0
B. ΔS=0
C. ΔA=0
D. ΔG=0
题目解答
答案
B. ΔS=0
解析
考查要点:本题主要考查绝热可逆过程的热力学性质,特别是熵变的判断。
解题核心思路:
- 绝热过程的特征是系统与外界无热量交换($Q=0$)。
- 可逆过程是理想化的准静态过程,系统内部始终处于平衡状态,熵变$\Delta S=0$(无熵产生)。
- 对于理想气体(如氮气),绝热可逆膨胀时温度下降,内能$\Delta U<0$,但题目需判断选项中哪一项恒成立。
破题关键:
- 明确可逆过程的熵变必然为零,而绝热条件进一步限制了热量交换。
- 排除其他选项时需结合热力学函数的定义:$\Delta A$和$\Delta G$仅在特定条件下为零(如恒温、恒容/压的自发过程),但本题为绝热过程,不满足这些条件。
选项分析
A. $\Delta U=0$
- 氮气为理想气体,内能$U$仅与温度$T$有关。
- 绝热可逆膨胀中,温度下降($T$减小),故$\Delta U<0$,A错误。
B. $\Delta S=0$
- 可逆过程是理想化的“无摩擦”过程,系统内部无熵产生,且外界无热量交换,总熵变$\Delta S=0$,B正确。
C. $\Delta A=0$
- 赫姆霍兹自由能$\Delta A$在等温、等容且自发过程中达到最小值,但本题为绝热过程,温度变化且非自发过程,C错误。
D. $\Delta G=0$
- 吉布斯自由能$\Delta G$在等温、等压且自发过程中达到最小值,但本题为绝热过程,温度变化且非自发过程,D错误。