【单选题】理想气体向真空膨胀,下列的值可用于判别过程的自发性的是()A. △ GB. △ SC. △ AD. △ H

考查要点：本题主要考查理想气体自由膨胀过程的自发性判据，需结合热力学第二定律及各热力学函数的适用条件进行分析。

解题核心思路：

1. 明确过程特点：理想气体向真空膨胀为自由膨胀，过程中无能量交换（Q=0），无对外做功（W=0），温度保持不变（ΔU=0）。
2. 判据适用条件：
   • ΔG（吉布斯自由能）适用于恒温恒压过程；
   • ΔS（熵变）适用于孤立系统或总熵变判断；
   • ΔA（亥姆霍兹自由能）适用于恒温恒容过程；
   • ΔH（焓变）与热效应相关，但本过程无热量交换。
3. 关键结论：自由膨胀为自发过程，需通过系统熵变判断，因总熵变（系统+环境）为正。

选项分析

A. ΔG

• 条件限制：ΔG判据适用于恒温恒压过程，而自由膨胀过程中压力降低，非恒压条件，故不适用。

B. ΔS

• 核心依据：
  1. 系统熵变：理想气体体积增大，分子运动空间扩大，混乱度增加，ΔS系统 > 0。
  2. 环境熵变：无热交换（Q=0），ΔS环境 = 0。
  3. 总熵变：ΔS总 = ΔS系统 + ΔS环境 > 0，满足热力学第二定律，过程自发。
• 结论：ΔS可作为判据。

C. ΔA

• 条件限制：ΔA判据适用于恒温恒容过程，而本过程中体积显著变化，故不适用。

D. ΔH

• 热效应分析：自由膨胀无热量交换（Q=0），且ΔU=0，故ΔH=0（理想气体焓仅与温度相关）。ΔH无法反映过程方向性。