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浅谈等温线在热力学过程中的应用

在热学课程的学习中,热力学第一定律是整个热学中重点之一。在运用热力学第一定律解决实际问题时,计算热力学系统在过程中吸收(或放出)热量多少是不可缺少的一步,而热量是过程量,对不同的过程系统传递的热量也不同。那么,一个系统在经历了某一热力学过程以后,系统是向外界吸收热量还是放出热量呢?我们可以借助于等温线族来进行判断。 等温线族在P—V图上沿着PV增加的方向,温度是递增的。如图 1中各等温线间的温度大小顺序为:T。Tal?”.”.-“-”卞、、‘而降低了,这说明Tb到T。是降温过程。利用以上特]。”、”-J’ :F点,将等温线族与过程曲线相交(如图1)。如果过程。L一二二一一一一一一一一上上二一一令,?二二:了二二.二了广二二二二二丁二二二,丁二二二二 口VVV曲线是沿着等温线族中温度增加的方向递进,则表明该 可I” 图1过程是升温过程,那么系统必须向外界吸收热量。反之,如果过程曲线沿着等温线中温度减小的方向递进,则表明该过程是降温...  (本文共2页) 阅读全文>>

《四川师范大学学报(自然科学版)》1986年04期
四川师范大学学报(自然科学版)

一种多变热力学过程的分析

热力学第一定律的内容是不难理解的,但在具体应用中就不那么容易了.现以一道题为例,说明对多变热力学过程的分析.,梦娜,、七困 0.1摩尔的单原子理想气体,经历一准静态过程AB,AB为直线,如图一所示。 1.讨论AB过程中温度的变化,并求与最高温度点相应的各参量的值, 2.讨论AB过程中吸、放热的情况,并求出吸、放热转变点的位置. 3.讨论AB过程中热容量的变化. 我们先讨论第一个问题.由状态方程 PV二vRT和图一上给出的数据很容易得出T月一T。。即在P一V图中A点与B点的温度相等。那么AB过程中的温度又如何呢?为了回答这个间题,我们通过 二早.Jlwel!户A、B点作一等温线CD,如图二所示。由图二看出AB过程中任一点都位于等温线CD的外侧(我们约定等温线的右上方为它的外侧,等温线的左下方为它的内侧),因此,AB过程中任一点的温度都大于A、B点的温度,而温度的变化是先升高然后又降低。如何求最高温度点?这里介绍两种方法。 (I)由...  (本文共4页) 阅读全文>>

《世界科学》1987年04期
世界科学

利用磁场加速化学反应

直至最近,一些化学家还拒绝承认外加磁场可以加速化学反应(极低温下的反应除外),他们说,由于外加磁场所提供的能量比化学反应中原子和分子的能量变化小得多,所以磁场不会影响化学反应速度。 这些化学家之所以有这种看法,是因为他们把化学反应过程简单地看成热力学过程,事实上,化学反应的速度,不仅受能量因子的影响,而且还受反应系统有序性的制约,即受反应系统嫡的制约,那么外加磁场是怎样影响嫡的呢?化学家们早就知道,单个电子如同小磁体,它的行为要受磁场的影响,如果一个化学反应系统中含有自由基原子团(不配对的原子和原子群),这些不配对的电子就会在磁场的作用下改变系统的有序性,改变了嫡,影响了化学反应速度。 牛津大学化学系的K.麦克劳林在《分子物理》第五十五卷557页中对外加磁场如何影响反应速度和效率做了解释,他研究了大约为10000高斯强磁场作用下有自由...  (本文共2页) 阅读全文>>

《包头钢铁学院学报》1988年01期
包头钢铁学院学报

一个普通适用的热容量

如图l在PI,二I〕(V)一丫图上考虑一个任意的丫辛尔理想气休的准静态过程b、c,过程方程满足一我们找b一,c的热容量C的一般农达式。对任一过程,都有必=YCdT…(2)dG是无限小过程的无限小量。由热力学第一定律得出 dQ=dE十Pdy…(3)其中dE二YCvdT是理想气体的内能增量,理想气体状态方程的微分形式 pdy十vdp=丫RdT…(4) 将(2)式代入(3)式并注意dE,有 vCdT二丫CvdT十pdy一(5)再对(1)式求导期二K(v)(:)QV代入(4)式有(p十VK)dy=丫RdT得出YRdTp十VK代入(5)式得C二Cv十 RPP十VK=C(P,V)…(☆)这是热容量C的最一般表达式,是P、V的函数。下面由(☆)式出发作两点讨论: 1。多方过程的热容量Cn是C的特例。 对多方过程P(V)二PV”=恒量d(PVn) dv=v·丝十npv一:=。 aV.T/_dp__P。、,*、平杯。。添吝二i、一了二一一g甲尸飞...  (本文共5页) 阅读全文>>

《辽宁师范大学学报(自然科学版)》1988年02期
辽宁师范大学学报(自然科学版)

压强在气体中传播

在热学中,准静态过程是个非常重要的概念。所谓准静态过程是,在这个过程中的每一时刻,系统都处于平衡态。实现准静态过程,必须使过程进行得无限缓慢。 实际过程都在有限时间内进行,不可能是无限缓慢的。但在许多情况下可近似地把实际过程当作准静态过程来处理,只要在过程进行中每一步的时间都比弛豫时间长。例如,在内燃机内气体进行的循环过程中,气缸内活塞的运动速度约10米/秒,而气缸内压强趋匀过程却以声速进行,即每秒300多米,其弛豫时间只是活塞运动时间的10’2一10“‘倍,所以可认为活塞的运动足够缓慢,气体的过程可以近似地当作准静态过程。 如何证明气缸内压强趋匀过程是以声速进行。 我们假定,由于活塞的运动,在气缸里的静止气体产生了一个压力增加,并且如图1所示地在该气体中传播。假设压强分布以等速c向右移动,且在传播过程中波形不变。由于气体随之被压缩了,在压强升高已达到的部分,那里的气体就会有一个向右的速度,。为了便于计算,设压强的增加Pl一P。...  (本文共3页) 阅读全文>>

《大学物理》1988年02期
大学物理

试析热力学恒等式的含义

根据热力学第一和第三定律,可以得到下述热力学恒等式(或称热力学基本微分方程) dU=TdS+Z Y;dX;+ZPldN;(1)这是众所周知的.然而,关于它的含义及适用范围,不同的教材说法不尽一致.有些把它同可逆变化相联系I’];而另一些则指出:它“不再局限于准静过程” l‘j;或者说 l’]:“它对无限靠近的相邻平衡志普遍成立”,适用于“无穷小变化,无论是可逆的还是不可逆的”.有些作者称(l)式为“可逆微变化中的热力学第一定律”I‘],另一些作者则把它理解为相差无穷小的两平衡态的状态变量之间的关系I’1.尽管这种种说法在实质上也许并非相互抵触,但阐述上的异差确实正在一些学生和教员中引起某些误解.鉴于热力学恒等式是热力学理论体系中的一个基本公式,对它的正确理解涉及平衡志热力学的若干基本问题,笔者觉得,对它作一番较细致的分析是有益的. 有一种意见认为,式()只适用于可逆变化,这是一种误解.首先,从公式本身看,它只食系统的态函数及其微...  (本文共5页) 阅读全文>>