题目
11.对于U、H、S、A和G等热力学量。-|||-(1)在绝热定容反应器中反应,过程中不变的量是 __-|||-(2)在373K`和101325Pa下,液体水气化过程中不变的量是 __-|||-(3)气体绝热可逆膨胀过程中不变的量是 __ 。-|||-(4)理想气体节流膨胀过程中不变的量是 __ 。

题目解答
答案

解析
本题考查不同热力学过程中热力学量的变化规律,需结合过程特点(如绝热、恒温、恒压等)及热力学函数的定义式进行判断。关键点在于:
- 绝热过程中热量交换为零($Q=0$),结合过程类型(如定容、可逆等)分析内能、熵等变化;
- 恒温恒压过程中吉布斯自由能($G$)不变;
- 理想气体节流膨胀为等焓过程;
- 绝热可逆过程为等熵过程。
第(1)题
过程特点:绝热($Q=0$)且定容($dV=0$)。
根据热力学第一定律 $dU = \delta Q + \delta W$,膨胀功 $\delta W = -PdV = 0$,故 $dU = 0$,内能$U$不变。
进一步分析亥姆霍兹自由能 $A = U - TS$,其微分形式为 $dA = -SdT - PdV$。因 $dV=0$ 且 $dU=0$(温度$T$可能恒定),则 $dT=0$,故 $dA=0$,$A$也不变。
第(2)题
过程特点:恒温($T=373\,\text{K}$)恒压($P=101325\,\text{Pa}$)。
吉布斯自由能的微分形式为 $dG = VdP - SdT$。因 $dT=0$ 且 $dP=0$,故 $dG=0$,$G$不变。
第(3)题
过程特点:绝热且可逆。
绝热过程 $Q=0$,可逆过程熵变为 $dS = \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T} = 0$,熵$S$不变。
第(4)题
过程特点:理想气体节流膨胀。
节流过程为等焓过程,即 $dH=0$,焓$H$不变。