题目
【判断题】若封闭系统经历一过程,熵增为25kJ/K,从300K 的恒温热源吸热8000kJ。此过程是一个不可能发生的过程
【判断题】若封闭系统经历一过程,熵增为25kJ/K,从300K 的恒温热源吸热8000kJ。此过程是一个不可能发生的过程
题目解答
答案
正确
解析
考查要点:本题主要考查热力学第二定律中的熵增原理,特别是系统与单一热源交换热量时的条件。
解题核心思路:
判断过程是否可能发生,需验证系统与环境的总熵变是否满足热力学第二定律的要求。根据克劳修斯不等式,总熵变必须大于或等于零。若总熵变为负,则过程不可能发生。
破题关键点:
- 系统熵变(ΔS)与热源熵变(-Q/T)的总和需计算;
- 代入数值后,若总熵变 < 0,则过程违反热力学第二定律。
根据热力学第二定律,封闭系统与单一热源交换热量时,总熵变需满足:
$\Delta S_{\text{总}} = \Delta S_{\text{系统}} + \Delta S_{\text{热源}} \geq 0$
- 系统熵变:题目中给出 $\Delta S_{\text{系统}} = 25 \, \text{kJ/K}$。
- 热源熵变:热源温度 $T = 300 \, \text{K}$,系统从热源吸收热量 $Q = 8000 \, \text{kJ}$,因此热源熵变为:
$\Delta S_{\text{热源}} = -\frac{Q}{T} = -\frac{8000}{300} \approx -26.67 \, \text{kJ/K}$ - 总熵变:
$\Delta S_{\text{总}} = 25 + (-26.67) = -1.67 \, \text{kJ/K}$
结论:总熵变为负,违反热力学第二定律,因此该过程不可能发生。