题目
氮气进行绝热可逆膨胀( )A. ΔU=0B. ΔS=0C. ΔF=0D. ΔG=0
氮气进行绝热可逆膨胀( )
A. ΔU=0
B. ΔS=0
C. ΔF=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,特别是熵变的理解。
解题核心思路:
- 绝热过程的特征是系统与外界无热量交换($Q=0$)。
- 可逆过程的熵变为零($\Delta S=0$),这是由热力学第二定律决定的。
- 结合氮气为理想气体的性质,分析各热力学函数的变化。
破题关键点:
- 明确绝热可逆过程中$\Delta S=0$的结论。
- 排除其他选项:$\Delta U$与做功相关,$\Delta F$和$\Delta G$需特定条件(如恒温、恒压)才适用。
选项分析
A. $\Delta U=0$
根据热力学第一定律$\Delta U = Q + W$,绝热过程$Q=0$,但膨胀过程中系统对外做功($W<0$),因此$\Delta U < 0$,A错误。
B. $\Delta S=0$
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,熵变为零($\Delta S=0$)。B正确。
C. $\Delta F=0$
亥姆霍兹自由能$\Delta F$在恒温条件下与 spontaneity 相关,但题目未提及恒温,C无依据。
D. $\Delta G=0$
吉布斯自由能$\Delta G$在恒温恒压条件下与 spontaneity 相关,题目未满足恒压条件,D错误。