题目
【单选题】关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是A. A 的值与物质的量成正比B. 虽然A具有能量的量纲, 但它不是能量C. A 是守恒的参量D. A 的绝对值不能确定
【单选题】关于亥姆霍兹函数A, 下面的说法中不正确的是
A. A 的值与物质的量成正比
B. 虽然A具有能量的量纲, 但它不是能量
C. A 是守恒的参量
D. A 的绝对值不能确定
题目解答
答案
C. A 是守恒的参量
解析
考查要点:本题主要考查对亥姆霍兹函数(A)性质的理解,需明确其物理意义、量纲特性及热力学中的角色。
解题核心思路:
- 广延性:判断A是否与物质的量成正比;
- 量纲与本质:区分“能量的量纲”与“能量本身”的差异;
- 守恒性:明确A在热力学过程中的变化规律;
- 绝对值的确定性:结合热力学函数的定义分析其绝对值是否可测。
破题关键点:
- 选项C的关键在于“守恒的参量”是否成立。根据热力学第二定律,A在自然过程中会减少,而非守恒,因此C错误。
选项分析
选项A
A的值与物质的量成正比
亥姆霍兹函数$A = U - TS$,其中$U$(内能)、$T$(温度)、$S$(熵)均为广延量,与物质的量成正比。因此,A的值也与物质的量成正比,选项A正确。
选项B
A具有能量的量纲,但不是能量
虽然$A$的单位是焦耳(能量单位),但它是由$U$、$T$、$S$组合而成的热力学势,用于判断恒温恒容过程的方向性,本质上不是能量。选项B正确。
选项C
A是守恒的参量
在自然过程中(如自发过程),A会减少,直至达到最小值(平衡态)。若系统与外界无交换,A的减少体现为能量的耗散,而非守恒。因此,选项C错误。
选项D
A的绝对值不能确定
热力学函数(如$U$、$S$)的绝对值需依赖参考点定义,而经典热力学中无法直接测定绝对值。因此,A的绝对值也无法确定。选项D正确。