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
步骤 1:绝热定容反应器中反应
在绝热定容反应器中,没有热量交换,即 $dQ=0$,且体积不变,即 $dV=0$。根据热力学第一定律,$dU=dQ-PdV$,因此 $dU=0$。由于过程是绝热的,温度不变,即 $dT=0$,根据亥姆霍兹自由能的定义 $dA=-SdT-PdV$,因此 $dA=0$。所以,过程中不变的量是 $U$ 和 $A$。
步骤 2:373K和101325Pa下液体水气化
在373K和101325Pa下,液体水气化是一个恒温恒压过程。根据吉布斯自由能的定义 $dG=-SdT+VdP$,由于 $dT=0$ 和 $dP=0$,因此 $dG=0$。所以,过程中不变的量是 $G$。
步骤 3:气体绝热可逆膨胀
在气体绝热可逆膨胀过程中,没有热量交换,即 $dQ=0$。根据熵的定义 $dS=\frac{dQ}{T}$,因此 $dS=0$。所以,过程中不变的量是 $S$。
步骤 4:理想气体节流膨胀
在理想气体节流膨胀过程中,没有做功,即 $dW=0$。根据热力学第一定律,$dH=dQ+dW$,因此 $dH=0$。所以,过程中不变的量是 $H$。
在绝热定容反应器中,没有热量交换,即 $dQ=0$,且体积不变,即 $dV=0$。根据热力学第一定律,$dU=dQ-PdV$,因此 $dU=0$。由于过程是绝热的,温度不变,即 $dT=0$,根据亥姆霍兹自由能的定义 $dA=-SdT-PdV$,因此 $dA=0$。所以,过程中不变的量是 $U$ 和 $A$。
步骤 2:373K和101325Pa下液体水气化
在373K和101325Pa下,液体水气化是一个恒温恒压过程。根据吉布斯自由能的定义 $dG=-SdT+VdP$,由于 $dT=0$ 和 $dP=0$,因此 $dG=0$。所以,过程中不变的量是 $G$。
步骤 3:气体绝热可逆膨胀
在气体绝热可逆膨胀过程中,没有热量交换,即 $dQ=0$。根据熵的定义 $dS=\frac{dQ}{T}$,因此 $dS=0$。所以,过程中不变的量是 $S$。
步骤 4:理想气体节流膨胀
在理想气体节流膨胀过程中,没有做功,即 $dW=0$。根据热力学第一定律,$dH=dQ+dW$,因此 $dH=0$。所以,过程中不变的量是 $H$。