题目
N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中,体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )( )A. ΔU = 0B. ΔA= 0C. ΔS = 0D. ΔG = 0
N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中,体系的热力学函数变化值在下列结论中正确的是: ( )( )
A. ΔU = 0
B. ΔA= 0
C. ΔS = 0
D. ΔG = 0
题目解答
答案
C. ΔS = 0
解析
本题考查考查绝热可逆过程中体系热力学函数的变化,解题的关键在于理解绝热可逆过程的特点以及各热力学函数的定义和性质。
对各选项的分析
- A选项:
- 根据热力学第一定律$\Delta U = Q+W$,其中$\Delta U$是体系内能的变化,$Q$是体系与环境交换的热量,$W$是体系与环境交换的功。
- 对于绝热过程,$Q = 0$,但$W\neq0$(因为有压缩过程,外界对体系做功)。
- 所以$\Delta U=W\ W\neq0$,A选项错误。
- B选项:
- 亥姆霍兹自由能$A = U - TS$,其变化$\Delta A=\Delta U - T\Delta S - S\Delta T$。
- 由前面分析可知$\Delta U\neq0$,绝热可逆过程$\Delta S = 0$,但压缩过程温度会使温度升高,即$\Delta T\neq0$。
- 所以$\Delta A\neq0$,B选项B错误。
- C选项:
- 根据熵增原理,对于绝热过程,$\Delta S\geq0$,其中等号适用于可逆过程,大于号适用于不可逆过程。
- 本题是绝热可逆压缩过程,所以$\Delta S = 0$,C选项正确。
- D选项:
- 吉布斯自由能$G = H - TS=U + pV-TS$,其变化$\Delta G=\Delta U+\Delta(pV)-T\Delta S - S\Delta T$。
- 因为$\Delta U\neq0$,$\Delta(pV)\neq0$(压缩过程$p$增大,$V$减小),$\Delta S = 0$,$\Delta T\neq0$。
- 所以$\Delta G\neq0$,D选项错误。