题目
熵是系统混乱度的量度。下列过程中,系统熵变 Delta SA. 水蒸发成水蒸气B. 碳酸钙分解C. 水结成冰D. 理想气体真空膨胀
熵是系统混乱度的量度。下列过程中,系统熵变 $\Delta S<0$ 的是:
A. 水蒸发成水蒸气
B. 碳酸钙分解
C. 水结成冰
D. 理想气体真空膨胀
题目解答
答案
C. 水结成冰
解析
本题考查熵变的概念及判断,解题思路是根据熵是系统混乱度的量度这一性质,分析每个选项中系统混乱度的变化情况,进而判断熵变 $\Delta S$ 的正负。
选项A:水蒸发成水蒸气
水从液态变为气态,分子的运动更加自由,分子的无序程度增大,即系统的混乱度增大。根据熵的定义,混乱度增大时熵变 $\Delta S>0$,所以该过程熵变大于零,A选项不符合要求。
选项B:碳酸钙分解
碳酸钙分解的化学方程式为 $CaCO_{3}(s)\xlongequal{高温}CaO(s) + CO_{2}(g)$。反应前是固体碳酸钙,反应后生成了固体氧化钙和气体二氧化碳。气体的混乱度远大于固体,反应后系统中气体的出现使得系统的混乱度增大,所以熵变 $\Delta S>0$,B选项不符合要求。
选项C:水结成冰
水从液态变为固态,分子的排列更加有序,分子的运动受到更多限制,系统的混乱度减小。根据熵的定义,混乱度减小时熵变 $\Delta S<0$,所以该过程熵变小于零,C选项符合要求。
选项D:理想气体真空膨胀
理想气体在真空膨胀过程中,气体分子的活动范围增大,分子的无序程度增加,系统的混乱度增大。因此熵变 $\Delta S>0$,D选项不符合要求。