题目
在一绝热恒容的系统中发生了一个爆炸反应,系统的温度和压力都升高了,以下结论正确的是( )。A. Delta U = 0, Delta H > 0, Delta S > 0B. Delta U = 0, Delta H = 0, Delta S > 0C. Delta U = 0, Delta H > 0, Delta S = 0
在一绝热恒容的系统中发生了一个爆炸反应,系统的温度和压力都升高了,以下结论正确的是( )。
A. $\Delta U = 0, \Delta H > 0, \Delta S > 0$
B. $\Delta U = 0, \Delta H = 0, \Delta S > 0$
C. $\Delta U = 0, \Delta H > 0, \Delta S = 0$
题目解答
答案
A. $\Delta U = 0, \Delta H > 0, \Delta S > 0$
解析
本题考查热力学第一定律、焓变以及熵变的相关知识。解题的关键在于根据绝热恒容系统的特点,结合热力学公式和过程的性质来判断各热力学函数的变化。
- 判断$\Delta U$的变化:
- 对于绝热恒容系统,绝热意味着系统与外界没有热量交换,即$q = 0$;恒容表示系统体积不变,体积功$w = -p_{外}\Delta V$,由于$\Delta V = 0$,所以$w = 0$。
- 根据热力学第一定律$\Delta U = q + w$,将$q = 0$,$w = 0$代入可得$\Delta U = 0 + 0 = 0$。
- 判断$\Delta H$的变化:
- 焓的定义式为$H = U + pV$,那么$\Delta H=\Delta U+\Delta(pV)$。
- 因为$\Delta U = 0$,所以$\Delta H=\Delta(pV)$。
- 又因为$pV = nRT$(理想气体状态方程),在恒容条件下$\Delta(pV)=V\Delta p$。
- 已知系统压力升高,即$\Delta p>0$,且体积$V>0$,所以$V\Delta p>0$,即$\Delta H>0$。
- 判断$\Delta S$的变化:
- 爆炸反应是一个自发的过程,自发过程的熵变$\Delta S>0$。
- 同时,爆炸反应使系统的混乱度增加,混乱度增加也意味着熵增加,即$\Delta S>0$。