1樓:戶如樂
理想氣體絕熱自由膨脹過程在大學物理中沒有過多涉及,可能只是作為一道習題出現。
例題1 理想氣體向真空做絕熱膨脹,則(a)膨脹後,溫度不變,壓強減小; (b)膨脹後,溫度降低,壓強減小;(c)膨脹後,溫度公升高,壓強減小; (d)膨脹後,溫度不變,壓強不變。
答案:(a)理想氣體向真空自由膨脹不做功。
但是,在高中物理中對這一過程有很多討論。對於高中生來講,熱力學第一定律、做功等概念都接觸過,數學上沒有難度。但對於理想氣體絕熱自由膨脹過程不做功這樣的結論接受起來還是有點困難。
可以從以下幾個方面理解理想氣體絕熱自由膨脹過程為什麼不做功這個問題。
1. 理想氣體絕熱自由膨脹過程是非準靜態過程。
理想氣體絕熱自由膨脹過程是非準靜態過程,除初、末態外,系統每一時刻都處於非平衡態。所以理想氣體絕熱自由膨脹過程不能用pv圖表示。準靜態過程pv圖曲線下面積等於做功的說法不成立。
2. 理想氣體絕熱自由膨脹過程滿足熱力學第一定律。
由熱力學第一定律,理想氣體絕熱自由膨脹過程為絕熱過程:q=0;又由於氣體向真空自由膨脹,即不受阻力,所以 w=0;對於理想氣體內能只是溫度的函式,所以e2-e1=0。即理想氣體絕熱自由膨脹後溫度將恢復原來的溫度。
對於實際氣體,溫度一般不會恢復到原來溫度)
3. 理想氣體絕熱自由膨脹過程前後溫度不變,但整個過程並不是等溫過程。
4. 理想氣體絕熱自由膨脹過程是不可逆過程。
理想氣體絕熱自由膨脹後,我們仍可用活塞將氣體等溫壓縮,使氣體回到初始狀態。不過,此時我們必須對氣體做功。所以理想氣體絕熱自由膨脹過程是不可逆過程。
5. 理想氣體絕熱自由膨脹過程是擴散過程。
如果氣體對外界做正功,則外界對氣體做負功。如果氣體對外界做正負,則外界對氣體做正功。不管氣體對外界做正功還是負功,都能找到相應的外界對氣體的功。
現在外界對氣體沒有作用力,所以外界對氣體不做功,因此氣體對外界也不做功。氣體自由膨脹屬於擴散,擴散是由內力造成的,因此氣體不受外力作用,外力不做功。
2樓:網友
理想氣體絕熱自由膨脹過程不做功的原因是,因為這個過程是熱力學系統的熱力學平衡狀態,系統的總能量不會發生變化,也就不會有功的變化,因此,理想氣體絕熱自由膨脹過程不會做功。
理想氣體向真空做絕熱膨脹,是否做功?
3樓:網友
理想氣體向真空做絕熱膨脹,是否做功?
是的,它會祥森做功。絕熱膨脹是指在溫度不變的情況下,理想氣體從乙個壓力到另乙個壓力時,其體積發生變化,而蘆鍵且這種變化伴隨著功的消耗。因此,理想氣體向真空做絕熱膨脹時,確實會做功謹譁畝。
為什麼理想氣體等溫膨脹,一步膨脹做功最少,分佈膨脹做功多?
4樓:旅遊小達人
一次膨脹,壓強驟減,只有一段,分步有n段,分步至無限次就是的積分。
對於理想氣體,等溫可逆過程△u=△h=0。
w=-nrtlnv2/v1,q=-w。
絕熱可逆過程:q=0,△u=w=-p外改凳dv(恆外壓)。
或△u=ncv,mdt,△h=ncp,mdt。
物體的溫度可是要變屬化的,如果沒有外界做功的話應該不能夠可逆。定溫可逆纖運膨脹:物體的溫度是恆定的,所以要吸收或者放熱的,如果沒有外接核豎旅做功的話同樣不能可逆。
卡諾迴圈包括四個步驟:等溫吸熱,在這個過程中系統從高溫熱源中吸收熱量。
絕熱膨脹,在這個過程中系統對環境作功,溫度降低。
等溫放熱,在這個過程中系統向環境中放出熱量,體積壓縮。
絕熱壓縮,系統恢復原來狀態,在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統對環境作負功。
理想氣體的自由膨脹是怎樣的過程
5樓:蕭蕭雨沫
理想氣體。自由膨脹過程熵變。
的計算 理想氣體真空自由膨脹是不可逆過程,如何計算這一過程的熵變呢?理想氣體向真空自由膨脹,由於初、終兩態溫度不變(設為t),只是體積由v1增大到v2,所以可用理想氣體等溫膨脹的可逆過程來連線初、終兩態。對於理想氣體等溫膨脹這一可逆過程du=0。
所以dq=du+pdv=pdv於是:
上式就是理想氣體向真空自由膨脹,初末兩態的熵變。因為蠢核v2>v1。,所以s2-s1>0,這說明:在不可逆絕熱過程中熵增加。
總的來說,理想氣體絕熱自由膨脹過程是個典型的例子。如果在熱力學。
的教學帶並掘中能夠恰當地,充分地應用它,既可以給學生以啟示,又可以化難為易,變抽象蔽襲為具體,活躍課堂氣氛,改進課堂教學,提高教學質量。
理想氣體真空自由膨脹,溫度怎麼變?
6樓:小蜜蜂聊教育
理想氣體的真空自由膨脹的過程是一種不可逆的熱力學過程,理想氣體過程中氣體在乙個絕熱的系統膨脹,外界和系統之間沒有功和熱的交換。伏芹察
理想氣體向真空膨脹,溫度不發生變化,真實氣體向真空膨脹,溫度一定降低。
1、 理想氣體經過恆容無非體積功的過程,有δh = ncp,mδt。(假設cp,m是常數)
2、 理想氣體經過恆容且非體積功為w』'的過程,有du=ncv,mdt + w』』 首大(假設cv,m是常數)
自由膨脹,預設是絕熱環境。因為如果不絕熱,達到平衡時體系和環境溫度必然相等,問體系的溫度怎麼變就沒有意義了。當然,如果問題明確說明「絕熱缺茄向真空膨脹」,表述更加嚴格。
自由膨脹即反抗真空膨脹,w=0。絕熱過程q=0。所以根據熱力學第一定律,氣體的δu=0。
以上結論,不管氣體是理想氣體還是真實氣體,均成立。如果氣體為理想氣體,熱力學能只和溫度有關,則氣體的溫度不變。
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