题目
进行下述过程时,系统的 ΔU、ΔH、ΔS 和 ΔG 何者为零?(1)非理想气体的卡诺循环(2)隔离系统的任意过程(3)在 100℃,101325Pa 下 1mol 水蒸发成水蒸气(4)绝热可逆过程
进行下述过程时,系统的 ΔU、ΔH、ΔS 和 ΔG 何者为零?(1)非理想气体的卡诺循环(2)隔离系统的任意过程(3)在 100℃,101325Pa 下 1mol 水蒸发成水蒸气(4)绝热可逆过程
题目解答
答案
答:(1)循环过程所有状态函数均不变,其增量都为零。(2)ΔU=0。(3)可逆相变 ΔG=0。(4)ΔS=0
解析
考查要点:本题主要考查热力学基本函数(ΔU、ΔH、ΔS、ΔG)在不同过程中的变化规律,需结合状态函数特性及特定过程的热力学性质进行判断。
解题核心思路:
- 状态函数特性:循环过程、孤立系统等条件下,状态函数的增量为零;
- 相变过程:恒温恒压下的可逆相变,吉布斯自由能(ΔG)为零;
- 绝热可逆过程:熵变(ΔS)为零。
破题关键点:
- 循环过程:无论气体是否理想,状态函数增量均为零;
- 孤立系统:内能(ΔU)守恒;
- 可逆相变:ΔG=0;
- 绝热可逆过程:ΔS=0。
(1) 非理想气体的卡诺循环
- 循环过程:系统最终回到初始状态,所有状态函数(ΔU、ΔH、ΔS、ΔG)的增量均为零。
(2) 隔离系统的任意过程
- 孤立系统特性:与外界无能量和物质交换,内能(ΔU)守恒;
- 熵变:孤立系统中,不可逆过程熵变ΔS > 0,但题目未限定过程类型,仅保证ΔU=0。
(3) 100℃、101325Pa下水蒸发成水蒸气
- 可逆相变条件:恒温恒压下,相变过程为可逆过程,吉布斯自由能(ΔG)为零。
(4) 绝热可逆过程
- 绝热过程:无热交换(Q=0);
- 可逆过程:熵变ΔS=Q_rev/T=0。