
氮气进行绝热可逆膨胀()。 A. ΔU=0 B. ΔS=0 C. ΔA=0 D. ΔG=0
我们先一步步推理。
1. 题目信息整理
系统:氮气(理想气体)
过程:绝热可逆膨胀
“绝热” ⇒
“可逆” ⇒ 过程中任意时刻系统与环境的温差无穷小
绝热可逆 ⇒ 等熵过程(熵变为零)
2. 各选项分析
A. ΔU = 0
对于理想气体,内能变化只与温度有关: 。
绝热可逆膨胀时,气体对外做功,温度下降(因为 ,由热力学第一定律 ,,所以 )。
因此 ΔU 不为 0,A 错。
B. ΔS = 0
绝热可逆过程 ⇒ 可逆绝热 ⇒ 熵变 (绝热 dQ_rev=0,dS = dQ_rev/T = 0)。
所以 B 对。
C. ΔA = 0
亥姆霍兹自由能 ,变化 但在有限过程中:
对于绝热可逆过程,不是等温过程,所以 ΔA 不为 0。
实际上,可以判断 ,,因为 , ⇒ ⇒ ,但无法直接得出 ΔA=0。
一般 ΔA=0 只在等温可逆条件下成立。 C 错。
D. ΔG = 0
吉布斯自由能 ,。
等温等压可逆相变或化学反应平衡时才可能 ΔG=0。绝热可逆膨胀不是等温等压平衡过程,ΔG ≠ 0,D 错。
3. 答案确认
唯一成立的是 B. ΔS = 0。
最终答案: