下面说法错误的是()A.任意可逆循环过程的热温熵之和为零B.任意不可逆循环过程的热温熵之和小于零C.绝热过程系统的熵值永不减少D.在绝对零度,任何物质完整晶体的熵等于零
下面说法错误的是()
A.任意可逆循环过程的热温熵之和为零
B.任意不可逆循环过程的热温熵之和小于零
C.绝热过程系统的熵值永不减少
D.在绝对零度,任何物质完整晶体的熵等于零
题目解答
答案
在这个问题中,我们需要分析各个选项的正确性:
A. 任意可逆循环过程的热温熵之和为零:这是正确的,因为在可逆过程中,系统和环境之间的熵变化相等且符号相反,总熵变化为零。
B. 任意不可逆循环过程的热温熵之和小于零:这个说法是错误的。不可逆过程的熵变化是正的,因此总熵变化是大于零,而不是小于零。
C. 绝热过程系统的熵值永不减少:这个说法是正确的。绝热过程可以是可逆的,熵不变;也可以是不可逆的,熵会增加。
D. 在绝对零度,任何物质完整晶体的熵等于零:这个说法是正确的,根据热力学第三定律,完美晶体在绝对零度下的熵为零。
综上所述,错误的说法是 B。
解析
本题考查热力学第二定律及其相关概念,特别是关于可逆过程、不可逆过程的熵变以及热力学第三定律的理解。解题关键在于:
- 可逆循环过程中,系统与环境的熵变化总和为零;
- 不可逆循环过程的总熵变大于零;
- 绝热过程中系统的熵变规律;
- 热力学第三定律对绝对零度时熵的规定。
选项A
任意可逆循环过程的热温熵之和为零
可逆循环过程中,系统与环境之间交换的热量满足 $\oint \frac{Q_{\text{rev}}}{T} = 0$,且系统的熵变 $\Delta S_{\text{系统}} = 0$,环境的熵变 $\Delta S_{\text{环境}} = 0$,总熵变 $\Delta S_{\text{总}} = 0$。因此,选项A正确。
选项B
任意不可逆循环过程的热温熵之和小于零
不可逆循环过程中,系统与环境的总熵变 $\Delta S_{\text{总}} > 0$。根据热力学第二定律,$\oint \frac{Q_{\text{irrev}}}{T} < 0$,但总熵变 $\Delta S_{\text{总}} = -\oint \frac{Q_{\text{irrev}}}{T} > 0$。选项B错误地将总熵变与 $\oint \frac{Q}{T}$ 的符号混淆,选项B错误。
选项C
绝热过程系统的熵值永不减少
绝热过程中,若为可逆过程,熵变 $\Delta S = 0$;若为不可逆过程,熵变 $\Delta S > 0$。因此,选项C正确。
选项D
在绝对零度,任何物质完整晶体的熵等于零
根据热力学第三定律,完美晶体在绝对零度时的熵为零。选项D表述符合定律,选项D正确。