题目
在恒温恒压下,可依据系统的哪个函数变化值判断过程的自发性?……()A. △S(B)△HC. △G(D)AU
在恒温恒压下,可依据系统的哪个函数变化值判断过程的自发性?……()
A. △S(B)△H
C. △G(D)AU
题目解答
答案
C. △G(D)AU
解析
考查要点:本题主要考查学生对热力学中不同条件下判断过程自发性的判据的掌握情况,特别是恒温恒压条件下的判据。
解题核心思路:
在热力学中,不同条件下判断过程自发性的判据对应不同的热力学函数。
- 恒温恒容:使用赫姆霍兹自由能($F$),判据为 $\Delta F \leq 0$。
- 恒温恒压:使用吉布斯自由能($G$),判据为 $\Delta G \leq 0$。
- 孤立系统:使用熵($S$),判据为 $\Delta S \geq 0$。
破题关键点:
题目明确指出条件为恒温恒压,因此直接对应吉布斯自由能($G$)的变化值 $\Delta G$。当 $\Delta G < 0$ 时,过程自发进行。
在热力学中,判断过程是否自发需要结合系统的条件:
- 恒温恒压且无非体积功:此时吉布斯自由能($G$)的变化 $\Delta G$ 是判据。若 $\Delta G < 0$,过程自发;$\Delta G = 0$,处于平衡;$\Delta G > 0$,过程非自发。
- 其他条件(如恒温恒容):需使用其他热力学函数(如赫姆霍兹自由能 $F$)。
选项分析:
- A. $\Delta S$:熵变是孤立系统判据,但题目未说明孤立条件,排除。
- B. $\Delta H$:焓变与相变或热力学性质相关,非直接判据,排除。
- C. $\Delta G$:符合恒温恒压条件,正确。
- D. $\Delta U$:内能变化与做功相关,非直接判据,排除。