题目
在同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。A. 正确B. 错误
在同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查对吉布斯函数(自由能)在相平衡中的应用的理解,特别是纯物质在相变平衡状态下各相的吉布斯函数关系。
解题核心思路:
在相变平衡(如液体与蒸汽共存)时,系统处于热力学平衡状态。根据热力学原理,各相的化学势相等。对于纯物质,化学势可直接用吉布斯函数表示。因此,同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉布斯函数必然相等。
破题关键点:
- 明确相平衡条件下化学势相等的结论。
- 理解吉布斯函数与化学势的关系(对纯物质,吉布斯函数即化学势)。
- 结合题目中“同一温度”和“饱和状态”的条件,判断平衡状态的存在。
相平衡与吉布斯函数的关系:
在相变过程中(如液体蒸发为蒸汽),当系统达到平衡时,各相的温度、压力相同,且各相的化学势相等。化学势是描述物质转移趋势的热力学函数,若化学势不相等,物质会自发地从高化学势相转移到低化学势相,直至平衡。
对于纯物质,化学势 $\mu$ 可表示为:
$\mu = G$
(其中 $G$ 为吉布斯函数)。因此,在相平衡状态下,液体与蒸汽的吉布斯函数相等。
题目条件分析:
题目中明确指出“同一温度下,纯物质的饱和液体与饱和蒸汽”,此时系统处于相平衡状态,满足化学势相等的条件。因此,两者的吉布斯函数必然相等。