等速过程
来源:教育资源网
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发布时间:2021-03-01 08:00:23
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等时过程是体积保持恒定的热力学过程。由于体积恒定,系统不起作用,W=0。("W"是工作的缩写。)这可能是最容易控制的热力学变量,因为它可以通过将系统放置在既不膨胀也不收缩的密封容器中来获得。
热力学**定律
要理解等时过程,你需要理解热力学的**定律,其中指出:
"系统内部能量的变化等于系统从周围环境添加到系统的热量与系统在周围环境中完成的工作之间的差异;
将热力学**定律应用于这种情况,你发现:
三角洲由于三角洲-U是内部能量的变化,Q是进出系统的传热,您可以看到所有热量都来自内部能量或进入增加内部能量。
恒定体积
可以在不改变体积的情况下在系统上工作,如搅拌液体的情况。有些来源使用"isochoric"在这些情况下是指"零功"无论体积是否有变化。然而,在大多数直接的应用中,如果体积在整个过程中保持不变,则不需要考虑这种细微差别,这是一个等时过程。
示例计算
Nuclear Power网站是一个由工程师构建和维护的免费非营利性在线网站,它提供了一个涉及等时过程的计算示例。
假设在理想气体中加入等热量。在理想的气体中,分子没有体积,也没有相互作用。根据理想的气体定律,压力随温度和数量呈线性变化ty,与体积成反比。基本公式是:
pV=nRT
哪里:
- p是气体的**压力
- n是物质的量
- T是**温度
- V是体积
- R是理想的或通用的,气体常数等于玻尔兹曼常数和阿伏加德罗常数的乘积77 78 K 80是开尔文81的科学缩写
在该等式中,符号R是称为通用气体常数的常数,其对于所有气体具有相同的值,即R=8.31焦耳/摩尔K。
等时线过程可以用理想的气体定律表示为:
p/T=常数
由于该过程是等时线的,dV=0,压力体积功等于零。根据理想的气体模型,内部能量可以通过以下公式计算:
∆U=MC∆T
其中性质c(J/mole K)被称为恒定体积下的比热(或热容量),因为在某些特殊条件(恒定体积)下,它将系统的温度变化与通过热量传递。
由于系统没有或在系统上完成工作,热力学**定律规定∆U=∆Q。因此:
Q=MCΔT
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