题目
[单选] 理想气体在自由膨胀过程中,其值都不为零的一组热力学函数变化是()A. ΔU、ΔH、ΔS、ΔVB. ΔS、ΔA、ΔV、ΔGC. ΔT、ΔG、ΔS、ΔVD. ΔU、ΔA、ΔH、ΔV
[单选] 理想气体在自由膨胀过程中,其值都不为零的一组热力学函数变化是()
A. ΔU、ΔH、ΔS、ΔV
B. ΔS、ΔA、ΔV、ΔG
C. ΔT、ΔG、ΔS、ΔV
D. ΔU、ΔA、ΔH、ΔV
题目解答
答案
B. ΔS、ΔA、ΔV、ΔG
解析
步骤 1:理解自由膨胀过程
自由膨胀是指理想气体在没有外界做功的情况下,从一个体积膨胀到另一个体积的过程。由于没有外界做功,所以内能(U)和焓(H)的变化量为零,即ΔU = 0,ΔH = 0。
步骤 2:分析熵变
在自由膨胀过程中,由于气体的体积增加,分子的无序度增加,因此熵(S)增加,即ΔS > 0。
步骤 3:分析体积变化
自由膨胀过程中,气体的体积从V1增加到V2,因此体积变化量ΔV = V2 - V1 > 0。
步骤 4:分析亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
亥姆霍兹自由能(A)和吉布斯自由能(G)的变化量分别为ΔA = ΔU - TΔS和ΔG = ΔH - TΔS。由于ΔU = 0,ΔH = 0,而ΔS > 0,所以ΔA < 0,ΔG < 0。
自由膨胀是指理想气体在没有外界做功的情况下,从一个体积膨胀到另一个体积的过程。由于没有外界做功,所以内能(U)和焓(H)的变化量为零,即ΔU = 0,ΔH = 0。
步骤 2:分析熵变
在自由膨胀过程中,由于气体的体积增加,分子的无序度增加,因此熵(S)增加,即ΔS > 0。
步骤 3:分析体积变化
自由膨胀过程中,气体的体积从V1增加到V2,因此体积变化量ΔV = V2 - V1 > 0。
步骤 4:分析亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
亥姆霍兹自由能(A)和吉布斯自由能(G)的变化量分别为ΔA = ΔU - TΔS和ΔG = ΔH - TΔS。由于ΔU = 0,ΔH = 0,而ΔS > 0,所以ΔA < 0,ΔG < 0。