物理化学气体的可逆过程.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * §2.10 可逆过程与可逆体积功 1. 功与过程 求W(a) 、W(b)、 W(c) 。 例1： P1=4P0 V1= V0 T, 1mol P2=P0 V2=4V0 T, 1mol a.一次恒外压膨胀 b.多次恒外压膨胀 c.无限多次恒外压膨胀 * a.一次恒外压膨胀 动画演示 = -P2(V2-V1) 系统所作的功如阴影面积所示。 阴影面积代表W(a) 1. 功与过程（膨胀过程） * b. 多次恒外压膨胀 动画演示 可见，外压差距越小，膨胀次数越多，做的功也越多。 所作的功等于3次作功的加和。 1. 功与过程（膨胀过程） * c.无限多次恒外压膨胀(外压比内压小一个无穷小的值) 动画演示 1. 功与过程（膨胀过程） 在整个膨胀过程中，p环= p －dp 状态1 状态2 无限多次恒外压膨胀过程图示 无限多次恒外压膨胀过程相当于将细沙一粒一粒取下。 * 无限多次膨胀W(c) 一次恒外压膨胀W(a) 多次恒外压膨胀W(b) 结论： -W(a) ＜ -W(b) ＜ -W(c) 1. 功与过程（膨胀过程） * （1）一次恒外压压缩 在外压为 下，一次从 压缩到 ，环境对系统所作的功（即系统得到的功）为： 将体积从 压缩到 ，有如下三种途径： 1. 功与过程（压缩过程） * 始 态 终 态 1. 功与过程（压缩过程） 阴影面积代表W1 * （2）多次恒外压压缩 第一步：用 的压力将体系从 压缩到 ； 第二步：用 的压力将体系从 压缩到 ； 第三步：用 的压力将体系从 压缩到 。 整个过程所作的功为三步加和。 1. 功与过程（压缩过程） * 1. 功与过程（压缩过程） 阴影面积代表W2 * （3）无限多次恒外压压缩 如果将取下的细沙一粒一粒返回，使压力缓慢增 加，恢复到原状，所作的功为： 则系统和环境都能恢复到原状。 1. 功与过程（压缩过程） * 始 态 终 态 阴影面积代表W3 p环＝p＋dp 1. 功与过程（压缩过程） * 1. 功与过程（压缩过程） 一次恒外压压缩W1 多次恒外压压缩W2 无限多次压缩W3 结论： W1 ＞ W2 ＞ W3 ︱W(c) ︱ = ︱ W3 ︱ * 结论： ⑴功是过程函数! 1. 功与过程 循环后的总功: Wa+1 ?0; Wb+2 ?0; Wc+3=0 * 可逆循环过程 因循环过程 由热力学第一定律 知可逆循环过程 系统经可逆膨胀及沿原途径的可逆压缩这一循环过程后，总的结果是：系统与环境既没有得功，也没有失功；既没有吸热，也没有放热。系统与环境完全复原，没有留下任何“能量痕迹”，这正是“可逆”二字含义所在。 ⑶ c种过程是热力学可逆过程。 ⑵ 无限多次膨胀过程中，系统对环境作最大功； 无限多次压缩过程中，环境对系统作最小功。 ΔU = 0 ΔU = Q + W * 每一个瞬间来对可逆与不可逆过程予以分析： 不可逆过程：过程中系统内部的性质不均匀，且在不 断变化，系统不具有一个确定的、能加 以描述的状态。 可逆过程：过程中系统始终处于平衡。 不可逆过程：循环后，系统复原，环境的功转化为等 量的热，留下了“痕迹” * ⑴定义:在一系列无限接近平衡条件下进行的过程, 热力学中称为可逆过程。 推动力无限小，过程无限慢， 时间无限长; (2)特性: c. 正向逆向功相抵(热亦然), 系统环境都复原。 b. 系统对环境作功最大, 环境对系统作功最小; 2.可逆过程 若令过程逆向进行，逆向可逆过程（如上述压缩过程）一定经历原可逆过程（即可逆膨胀）所经历的所有平衡状态点而沿原路径回到始态，充分体现了过程“可逆”的含义。而逆向不可逆过程中，因不存在明确的中间状态，可逆过程所体现的含义无从谈起。 * 体积功通式： 可逆体积功： (1) 理想气体恒温可逆体积功 W 3.可逆体积功 * 理想气体 dU = nCV, mdT 又 Cp, m－CV, m＝R 过程可逆 W＝－pdV nCV, mdT ＝－pdV ?Q=0 ?W=dU ①绝热过程特征： lnT = (1－γ) lnV＋常数 积分得 T