题目
始态为298.15K、100kPa的H2(视为理想气体)2mol,反抗50kPa的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态,已知S_(m)(H_(2),298.15K)=130.684,Jcdot K^-1cdot mol^-1,则该过程的Q的计算,下列说法正确的是()A. 以上选项均不正确B. Q=Delta HC. Q=Delta UD. Q=TDelta S
始态为298.15K、100kPa的H2(视为理想气体)2mol,反抗50kPa的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态,已知$S_{m}(H_{2},298.15K)=130.684\,J\cdot K^{-1}\cdot mol^{-1}$,则该过程的Q的计算,下列说法正确的是()
A. 以上选项均不正确
B. $Q=\Delta H$
C. $Q=\Delta U$
D. $Q=T\Delta S$
题目解答
答案
A. 以上选项均不正确
解析
本题主要考察热力学过程中热量(Q))的计算及相关热力学定律的应用,涉及绝热过程、理想气体膨胀及热力学函数关系。
关键分析
题目描述的是绝热不可逆膨胀过程,需结合热力学第一定律律律和熵变计算分析各选项:
1. 绝热过程的Q
绝热过程的定义是系统与环境无热量交换,因此 $Q = 0$,这是判断选项的基础。
2. 选项逐一判断
-
选项B:$Q=\Delta H$:
焓变$\Delta H=\Delta U+\Delta (pV)$,绝热过程$Q=0$,但$\Delta H$一般不等于0(理想气体绝热膨胀时温度下降,$\Delta H=nC_p\Delta T<0$),故$Q\neq\Delta H$,错误。 -
选项C$Q=\Delta U$:
热力学第一定律$\Delta U=Q+W$,绝热时$Q=0$,则$\Delta U=W$(环境对系统做功),而非$Q=\Delta U$,错误错误**。 -
选项$Q=T\Delta S$:
$T\Delta S$是可逆过程的热量(如可逆加热),绝热不可逆过程中$Q=0$,但$T\Delta S>0$(熵增加原理),故$Q\neq T\Delta S$,错误。
结论
所有选项均不正确。