劇多
首頁
資訊
體育
娛樂
汽車
投資
財經
軍事
科技
數碼
科學
遊戲
歷史
健康
政治
影視
旅遊
育兒
美食
時尚
房產
農業
社會
文化
教育
技術
美文
情感
故事
家居
職場
自然
闢謠
心理
攝影
漫畫
生活
其它
Club
Tips
熱門話題
搜尋
註冊
登入
首頁
>
Club
>
carleo
2023-08-20 02:16
如何判斷一個熱力學過程是否可逆?什麼叫準靜態過程?為什麼準靜態無摩擦的膨脹,則為可逆過程?
4
回覆列表
1 # 用戶1895184249929356
高中生這個問題是難以準確理解的,即便對本科生也有相當難度。
1是否可逆 a按定義判斷。如果某一過程發生後,你可以找到一種方法使系統和外界同時恢復原狀,那麼就可逆。如果任何方法都不能讓系統和外界同時復原,那原過程就是不可逆過程。b用熵增加原理(熵判據)。計算過程中系統的熵變和外界的熵變(如果是孤立系統,或絕熱系統外界熵變為零,只需計算系統熵變),如果總熵變為零,則可逆,大於零則不可逆,小於零則不可能發生(反向過程不可逆發生或稱自發發生)。c用其他判據,例如過程在等溫等壓下進行(例如相變),則可計算系統過程中吉布斯函數變delta G,如等於零,則可逆,小於零不可逆,大於零不可能。2 什麼叫準靜態過程? 這有很多種不同的表述,有些表述嚴格,有些不嚴格(只能在特定的上下文中使用)。下面給出一種嚴格的定義:一個宏觀過程的每一中間狀態(或每一瞬間)系統都無限趨近於平衡態,這樣的過程稱為準靜態過程。舉個例子,一個帶有活塞的氣缸充有一定量氣體,與外部大氣溫度壓強相同(活塞不計質量),顯然氣體目前處於平衡態(不施加外部影響,氣體將永遠保持這個狀態),現在在活塞上方加上一粒沙子,氣體受到的壓強有極小的增加,氣體體積當然會被略微壓縮一點,很快氣體就會達成新的平衡(溫度仍和大氣相同,內部壓強=大氣壓+一粒沙子產生的額外壓強),在被壓縮的過程中當然不是嚴格的平衡態,但和平衡態相差無幾(如果沙子的質量趨於零的話,過程中的每一瞬間系統都無限接近於平衡態)。達成平衡後,我們再依次增加沙子,每次增加一粒,平衡後再加下一粒,這樣連續地增加下去,當沙子數量很多的時候,氣體受到的壓強就會有可觀的增大,體積就會有可觀的壓縮(即氣體發生了一個宏觀的變化)。這樣的過程就稱為準靜態過程(每一粒沙子的質量趨於零就是嚴格的準靜態,每一粒沙子的質量很小但不趨近於零,那麼過程就是近似的準靜態)。實際過程只可能是近似的準靜態過程,不可能是嚴格的準靜態(但理論上我們著重討論的是嚴格的準靜態)。3 為什麼準靜態無摩擦的膨脹,則為可逆過程? 仍然用上面的例子,用定義證明準靜態無摩擦的膨脹是可逆過程。把上面的例子少許改一下,假定活塞無摩擦,並且活塞上原先有一堆沙子,現在將沙子一粒一粒取走(每粒沙子質量無限小),顯然這個過程是上面過程的逆過程,也顯然滿足準靜態過程的定義。過程中氣體溫度不變,內能不變(以理想氣體為例),膨脹中氣體對外做功,必然要從空氣中吸取等量的熱。容易計算功和熱的量都=nRTlnV2/V1,其中n為氣體物質的量,T為溫度,V2膨脹後體積,V1原體積。此過程中系統體積膨脹了,壓強相應減小了。而外界發生了什麼變化呢?外界消耗了nRTlnV2/V1的熱量,得到了等量的功。現在我們嘗試一下,將取下來的沙子再一粒一粒地放回到活塞上(仍然是一個無摩擦準靜態過程),當全部放回後,很明顯系統將復原(體積又變回V1,壓強又恢復原狀,溫度也沒有變化)。再來看看外界能否復原?同樣容易算出該壓縮過程外界對系統的做功量=系統放熱量=nRTlnV2/V1,即外界消耗了nRTlnV2/V1的功,得到了等量的熱量。原膨脹過程外界得到的功在壓縮過程中又給了系統,而之前耗去的熱量在壓縮過程中又從系統中等量補回(總體看起來外界好像什麼事情都沒發生過一樣)。這樣,經過了一個逆向(壓縮)過程就使得系統和外界都恢復如初,故原無摩擦準靜態膨脹過程是可逆過程。如有不明歡迎追問
發表回復
相關內容
一個遙控器如何配兩個接收器?
跟母親一個姓的阿姨如何叫很親切?
如何一個小時背完醉翁亭記?
如何通過水麵判斷水底?
一個店鋪如何綁定多個賬號?
如何判斷泡芙裡的奶油壞沒壞?
如何判斷電流互感器的伏安特性?
在車內如何判斷左右車距?
abaqus如何在一個曲面加載荷?
分時線如何判斷是誘多還是洗盤?
∧
中秋節和大豐收的關聯?
∨
秦時明月漢時關,萬里長征人未還,的意思?
熱門排行
sbs防水卷材做完多久淋水?
擋水條高出地磚幾公分?
咖啡顏色的皮包怎麼調啊?
電報必須有號碼才能加人嗎?
鹹魚之王孫策163-9怎麼過?
穩崗補貼一個人多少錢?
整理家裡的技巧和方法?
中考跳檔是什麼意思?
雲頂之弈s9恕瑞瑪陣容推薦?
靜心是什麼詞性?
高中生這個問題是難以準確理解的,即便對本科生也有相當難度。
1是否可逆 a按定義判斷。如果某一過程發生後,你可以找到一種方法使系統和外界同時恢復原狀,那麼就可逆。如果任何方法都不能讓系統和外界同時復原,那原過程就是不可逆過程。b用熵增加原理(熵判據)。計算過程中系統的熵變和外界的熵變(如果是孤立系統,或絕熱系統外界熵變為零,只需計算系統熵變),如果總熵變為零,則可逆,大於零則不可逆,小於零則不可能發生(反向過程不可逆發生或稱自發發生)。c用其他判據,例如過程在等溫等壓下進行(例如相變),則可計算系統過程中吉布斯函數變delta G,如等於零,則可逆,小於零不可逆,大於零不可能。2 什麼叫準靜態過程? 這有很多種不同的表述,有些表述嚴格,有些不嚴格(只能在特定的上下文中使用)。下面給出一種嚴格的定義:一個宏觀過程的每一中間狀態(或每一瞬間)系統都無限趨近於平衡態,這樣的過程稱為準靜態過程。舉個例子,一個帶有活塞的氣缸充有一定量氣體,與外部大氣溫度壓強相同(活塞不計質量),顯然氣體目前處於平衡態(不施加外部影響,氣體將永遠保持這個狀態),現在在活塞上方加上一粒沙子,氣體受到的壓強有極小的增加,氣體體積當然會被略微壓縮一點,很快氣體就會達成新的平衡(溫度仍和大氣相同,內部壓強=大氣壓+一粒沙子產生的額外壓強),在被壓縮的過程中當然不是嚴格的平衡態,但和平衡態相差無幾(如果沙子的質量趨於零的話,過程中的每一瞬間系統都無限接近於平衡態)。達成平衡後,我們再依次增加沙子,每次增加一粒,平衡後再加下一粒,這樣連續地增加下去,當沙子數量很多的時候,氣體受到的壓強就會有可觀的增大,體積就會有可觀的壓縮(即氣體發生了一個宏觀的變化)。這樣的過程就稱為準靜態過程(每一粒沙子的質量趨於零就是嚴格的準靜態,每一粒沙子的質量很小但不趨近於零,那麼過程就是近似的準靜態)。實際過程只可能是近似的準靜態過程,不可能是嚴格的準靜態(但理論上我們著重討論的是嚴格的準靜態)。3 為什麼準靜態無摩擦的膨脹,則為可逆過程? 仍然用上面的例子,用定義證明準靜態無摩擦的膨脹是可逆過程。把上面的例子少許改一下,假定活塞無摩擦,並且活塞上原先有一堆沙子,現在將沙子一粒一粒取走(每粒沙子質量無限小),顯然這個過程是上面過程的逆過程,也顯然滿足準靜態過程的定義。過程中氣體溫度不變,內能不變(以理想氣體為例),膨脹中氣體對外做功,必然要從空氣中吸取等量的熱。容易計算功和熱的量都=nRTlnV2/V1,其中n為氣體物質的量,T為溫度,V2膨脹後體積,V1原體積。此過程中系統體積膨脹了,壓強相應減小了。而外界發生了什麼變化呢?外界消耗了nRTlnV2/V1的熱量,得到了等量的功。現在我們嘗試一下,將取下來的沙子再一粒一粒地放回到活塞上(仍然是一個無摩擦準靜態過程),當全部放回後,很明顯系統將復原(體積又變回V1,壓強又恢復原狀,溫度也沒有變化)。再來看看外界能否復原?同樣容易算出該壓縮過程外界對系統的做功量=系統放熱量=nRTlnV2/V1,即外界消耗了nRTlnV2/V1的功,得到了等量的熱量。原膨脹過程外界得到的功在壓縮過程中又給了系統,而之前耗去的熱量在壓縮過程中又從系統中等量補回(總體看起來外界好像什麼事情都沒發生過一樣)。這樣,經過了一個逆向(壓縮)過程就使得系統和外界都恢復如初,故原無摩擦準靜態膨脹過程是可逆過程。如有不明歡迎追問