题目
关于亥姆霍兹能F,下列说法不正确的是A. F是状态函数,其改变值只与始终态有关,与变化途径无关B. 在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大功C. 在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功D. 在等温、等容的可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功
关于亥姆霍兹能F,下列说法不正确的是
A. F是状态函数,其改变值只与始终态有关,与变化途径无关
B. 在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大功
C. 在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功
D. 在等温、等容的可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功
题目解答
答案
B. 在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大功
解析
步骤 1:理解亥姆霍兹能F的定义
亥姆霍兹能F是热力学的一个状态函数,定义为F = U - TS,其中U是内能,T是温度,S是熵。F的改变值只与系统的初始和最终状态有关,与变化途径无关。
步骤 2:分析等温可逆过程中的亥姆霍兹能F
在等温可逆过程中,温度T保持不变,因此F的改变量ΔF = ΔU - TΔS。根据热力学第一定律,ΔU = Q - W,其中Q是系统吸收的热量,W是系统对外做的功。在等温可逆过程中,Q = TΔS,因此ΔF = -W。这意味着在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功。
步骤 3:分析等温、等容的可逆过程中的亥姆霍兹能F
在等温、等容的可逆过程中,除了温度T保持不变外,体积V也保持不变。因此,系统所做的功W = 0,即在等温、等容的可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功。
亥姆霍兹能F是热力学的一个状态函数,定义为F = U - TS,其中U是内能,T是温度,S是熵。F的改变值只与系统的初始和最终状态有关,与变化途径无关。
步骤 2:分析等温可逆过程中的亥姆霍兹能F
在等温可逆过程中,温度T保持不变,因此F的改变量ΔF = ΔU - TΔS。根据热力学第一定律,ΔU = Q - W,其中Q是系统吸收的热量,W是系统对外做的功。在等温可逆过程中,Q = TΔS,因此ΔF = -W。这意味着在等温可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功。
步骤 3:分析等温、等容的可逆过程中的亥姆霍兹能F
在等温、等容的可逆过程中,除了温度T保持不变外,体积V也保持不变。因此,系统所做的功W = 0,即在等温、等容的可逆过程中,F的减少等于系统所做的最大非体积功。