⑴ 為什麼說 在等溫可逆壓縮過程中,環境對系統做最小功 物理化學知識
等溫可逆過程中環境對系統施加的壓力總是比系統內部壓力大一個無限小量,當環境對系統做功時,所做功可通過積分求解,積分所得面積總是小於其他過程對系統所作功
⑵ 請問:等溫壓縮25攝氏度,1升氣體,一個大氣壓壓縮到2個大氣壓,做功多少謝謝!
等溫壓縮,根據做功定義w=積分pdv=積分nRTdv/v=nRTln(v末/v初),根據理想氣體狀態方程pv=nRT,T不變,p變成2倍,則v末=v初/2,所以w=nR(273.15+25)ln0.5,理想氣體標況可認為是22.4L/mol,所以n=1/22.4 mol,R為常數,代入計算即可。
⑶ 把1mol的范德華氣體等溫壓縮,體積從V1變為V2,求做功的公式
攝氏零度時,1mol的氣體體積是22.4升,等溫壓縮的狀態方程:P1*V1=P2*V2,同時做功等於△P*△V=(P2-P1)*(V2-V1)這只是近似等於,精細計算需要用到積分.
⑷ 空氣在等溫壓縮後能量發生怎樣變化,為什麼
一定質量的理想氣體,等溫壓縮,即體積變小,所以外力對氣體做功。又因為等溫變化,氣體的溫度不變,即內能不變,所以向外釋放熱量。數值上等於外力對氣體做的功
⑸ 等溫壓縮為什麼放熱,內能不變
根據熱力學第一定律
δu=w+q,在等溫壓縮中,外界對系統做正功,同時系統向外發出熱量,且對內做功和放熱相等,δu=0系統內能不變。
⑹ 等溫過程的功是怎樣的
在整個等溫過程中,熱量的傳遞使系統與其外界處於熱平衡狀態。系統溫度不變,系統內能不變。
溫度是熱力狀態學函數,狀態函數的變化值只取決於系統的始態和終態,與中間變化過程無關。
等溫過程例如,與恆溫箱接觸的一個氣筒,可用一活塞對它緩慢地壓縮,所做的功表現為流進容器內使氣體的溫度保持不變的能量。蓄電池在室溫下緩慢充電和放電,都是近似的等溫過程。又如,在101.325kpa,273.15K下冰的熔化成水是等溫,恆壓的可逆相變過程。
對一定質量理想氣體等溫可逆過程的特徵是氣體壓強P和體積V的乘積不變,PV=恆量。理想氣體的內能僅僅是溫度的函數,所以過程中內能不變。
理想氣體經等溫過程由狀態I(p1,V1)到狀態 Ⅱ(p2,V2)時系統所做的功
v為氣體的摩爾數,T為氣體的熱力學溫度(見熱力學溫標),R為摩爾氣體常數。理想氣體的內能僅僅是溫度的函數,所以等溫過程中內能的變化為零。由熱力學第一定律得出,理想氣體在等溫過程中能量轉換的特點是Q=A,即系統吸收的熱量等於系統對外界所做的功。
等溫過程是熱力學中一種重要過程。卡諾循環就是由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的。物質三態的可逆轉變也是在等溫條件下進行的。
(6)等溫壓縮做功擴展閱讀
1、波義耳定律
玻義耳定律(Boyle's law,有時又稱 Mariotte's Law或波馬定律,由玻意耳和馬里奧特在互不知情的情況下,間隔不久,先後發現):在定量定溫下,理想氣體的體積與氣體的壓強成反比。
是由英國化學家波義耳(Boyle),在1662年根據實驗結果提出:「在密閉容器中的定量氣體,在恆溫下,氣體的壓強和體積成反比關系。」稱之為玻意耳定律。這是人類歷史上第一個被發現的「定律」。
2、卡諾循環
卡諾循環包括四個步驟:
等溫吸熱,在這個過程中系統從高溫熱源中吸收熱量;
絕熱膨脹,在這個過程中系統對環境作功,溫度降低;
等溫放熱,在這個過程中系統向環境中放出熱量,體積壓縮;
絕熱壓縮,系統恢復原來狀態,在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統對環境作負功。
卡諾循環可以想像為是工作於兩個恆溫熱源之間的准靜態過程,其高溫熱源的溫度為T1,低溫熱源的溫度為T2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機的最大可能效率問題作理論研究時提出的。卡諾假設工作物質只與兩個恆溫熱源交換熱量,沒有散熱、漏氣、摩擦等損耗。
為使過程是准靜態過程,工作物質從高溫熱源吸熱應是無溫度差的等溫膨脹過程,同樣,向低溫熱源放熱應是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量,脫離熱源後只能是絕熱過程。作卡諾循環的熱機叫做卡諾熱機。
3、熱力學勢
在熱力學函數中,U(內能)、H(焓)、G(吉布斯函數)、F(自由能)具有能量的量綱,單位都為焦耳,這四個量通常稱為熱力學勢。
內能U 有時也用E表示;亥姆霍茲自由能A = U − TS 也常用F表示;焓H = U + PV;吉布斯自由能G = U + PV − TS(其中,T =溫度, S =熵, P =壓強, V =體積)
分別選取T,S,P,V中的兩個為自變數,它們的微分表達式為:
dU = TdS - PdV;dF =-SdT - PdV;dH = TdS + VdP;dG = -SdT + VdP
通過對以上微分表達式求偏導(偏導數),可以得到T,S,P,V四個變數的偏導數間的「麥氏關系」。
⑺ 為什麼等溫可逆壓縮過程中,環境對系統做負功(1-3-35)
注意哦,那個負號不是做負功的意思,而是被討論的對象對對象外做出功的意思,即能量降低,對外做功。
這與一般物理學的正功負功剛好相反。
⑻ 一定質量的氣體等溫壓縮,外界對氣體做功,為什麼內能和分子勢能不變
反過來想不就是順理成章了嗎?假設現有體積為v的氣體溫度為t,讓它體積變為2v,那麼它的溫度肯定會降低,要使它升到t則必然吸熱,因此,假如使溫度為t,體積為2v的氣體恆溫壓縮至v,那麼將放熱,所以內能會減小。
⑼ 將一定質量的氣體等溫壓縮,外界對氣體做功,內能和分子勢能都不變,同時氣體吸收熱量。
你這是從哪兒看來的?這一定是筆誤。等溫壓縮氣體,若最終內能和分子勢能都不變(其實分子平均動能也不變),則由於外界對氣體做了功,按理說沒有吸放熱,氣體的內能是會增加的;而現在內能不變,說明氣體一定通過放熱來實現最終這一結果。這里「氣體吸收熱量」顯然是筆誤。參考書出現筆誤甚至錯誤還是很正常的,一切不要拘泥於教條。
⑽ 等溫壓縮和絕熱壓縮有什麼不同
一、能量的釋放不同:
1、溫壓縮產生熱量立即釋放。
2、絕熱壓縮指產生熱量不釋放,不損失。
二、內能變化不同:
1、等溫壓縮內能不變。
2、絕熱壓縮內能增加。
三、溫度的變化不同:
1、等溫壓縮,溫度不變,向外散熱。
2、絕熱壓縮,是不與外界交換熱量。
(10)等溫壓縮做功擴展閱讀:
1、絕熱過程:
在一熱力系統的運作過程中,沒有任何能量以熱的形式,從外部進出這個系統,只有系統內部能量溫度變化,並轉為機械能,可以是膨脹(系統對外部以壓力作功)或收縮(外部對系統以壓力作功),膨脹與壓縮造成的內能變化,以及對外界作用的功,可用ΔU=W表示。
雖然絕熱過程,阻隔了系統與外部的熱量傳遞,但系統內的能量溫度不是恆定的。
2、等溫過程:
在一熱力系統的運作過程中,系統內部溫度維持恆定,ΔU=ΔT=0。
但與外部有熱量的傳遞,吸收或放出的熱量,直接轉為機械能,如膨脹(系統對外部以壓力作功)或壓縮(外部對系統以壓力作功),Q=W。