绝热不可逆膨胀过程 体积功如何计算?
W=-p外
(V2-V1),这个式子无论是否可逆都可以使用。系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态,系统的压强可以时时不同(没有一个确定的p),但W=-积分号(p外dV)=-p外积分号(dV)=-p外(V2-V1)。系统初态和终态都是平衡态p1=200kPa,p2=p外=50kPa(膨胀到最后系统压强一定等于p外,否则膨胀不会停止)。
其中V1易求,p1V1=nRT1,V2=nRT2/p2。
理想气体有ΔU=nCv,m(T2-T1),绝热过程有
ΔU=W,则nCv,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外(nRT2/p2-V1)。据此求出T2,进而求出V2,代回功的表达式即可。其中Cv,m=5/2
R。
如有不明,请追问。
楼上说的应该是等温过程,而不是绝热过程
根据绝热方程:对于一定质量的气体,p*v^a=定值C,而式中的a=C(p)/C(v),C(p)为定压热容,C(v)为定容热容。推导需要用积分。
体积功的公式为:W=-pdV
其中,W为体积功;p为环境压力;dV为系统的体积变化。负号代表热力学规定,即系统对环境做功时,功取负值;反之环境对系统作功时,功取正值。
所以W=-p外
(V2-V1),这个式子无论是否可逆都可以使用。系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态,系统的压强可以时时不同(没有一个确定的p)。
但W=-积分号(p外dV)=-p外积分号(dV)=-p外(V2-V1)。系统初态和终态都是平衡态p1=200kPa,p2=p外=50kPa(膨胀到最后系统压强一定等于p外,否则膨胀不会停止)。
其中V1易求,p1V1=nRT1,V2=nRT2/p2。
理想气体有ΔU=nCv,m(T2-T1),绝热过程有ΔU=W,则nCv,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外(nRT2/p2-V1)。
据此求出T2,进而求出V2,代回功的表达式即可。其中Cv,m=5/2 R。
扩展资料
使用时特别注意
特别提醒的是体积功公式中的压强为外界压强,有些同学认为可以套在理想气体的压强上,比如一定质量的理想气体在扩张过程中保持压强不变,那么该理想气体在这一扩张过程中吸收pΔV焦耳的能,这是错的想法。
因为气体克服外力做功与自身吸热是两个不同的概念,要不然公式ΔU=Q-W就无意义了。
参考资料来源:百度百科—体积功
参考资料来源:百度百科—不可逆绝热过程
W=-p外 (V2-V1),这个式子无论是否可逆都可以使用。系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态,系统的压强可以时时不同(没有一个确定的p),但W=-积分号(p外dV)=-p外积分号(dV)=-p外(V2-V1)。系统初态和终态都是平衡态p1=200kPa,p2=p外=50kPa(膨胀到最后系统压强一定等于p外,否则膨胀不会停止)。
其中V1易求,p1V1=nRT1,V2=nRT2/p2。
理想气体有ΔU=nCv,m(T2-T1),绝热过程有
ΔU=W,则nCv,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外(nRT2/p2-V1)。据此求出T2,进而求出V2,代回功的表达式即可。其中Cv,m=5/2 R。
如有不明,请追问。
看图
仲长水曲克:[答案] W=-p外 (V2-V1),这个式子无论是否可逆都可以使用.系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态,系统的压强可以时时不同(没有一个确定的p),但W=-积分号(p外dV)=-p外积分号(dV)=-p外(V2-V1).系统初态和终态都是平衡...
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