余高奇
热力学第一定律的虚与实
2022-8-20 11:02
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       在长期的发展过程中, 热力学形成了很多“虚实相间”的概念及理论,本文拟对现阶段热力学第一定律理论及概念的虚实进行梳理,供参考.

        热力学第一定律理论及概念的虚实参见如下表1.

表1. 热力学第一定律主要理论及概念的虚实

序号名称主要内容或公式备注虚或实
(1)热力学平衡态即系统的状态,指系统的热力学性质与时间及环境无关;包括热平衡、力平衡、相平衡及化学平衡.
特指系统的始态与末态;应用于范特霍夫平衡箱.
(2)准静态过程过程任意瞬间系统均无限小的偏离平衡,并随时可恢复平衡;要求过程必须无限缓慢、连续且无间断. 

平衡态热力学规定所有热力学过程均为准静态过程.

(3)热力学第一定律dU=TdS-pdV+δW'

平衡态热力

(4)热量(Q)δQTdS

平衡态热力

(5)体势变(WV)δWV-pdV

平衡态热力学

(6)有效功(W')除热量(Q)及体势变WV)之外的能量传递形式.

平衡态热力学

(7)体积功(WT)δWT-pedV

平衡态热力学

(8)

热容

CpCV)

pVT变化中,恒压或恒容条件下,温度每升高(或降低)1K,物质所需吸收(或释放)的热量.

平衡态热力学
(9)热力学基本方程

dU=TdS-pdV+δW

dH=TdS+Vdp+δW''

dG=-SdT+Vdp+δW'

dA=-SdT-pdV+δW'

平衡态热力学

(10)热力学能(U)

U=TS+(-pV)+G

H=TS+G

A=(-pV)+G

Y=TS+(-pV)

热力学能由热能(U)、功能(-pV)及吉布斯能(G)共同构成;焓、吉布斯能、赫姆霍兹能及余能(Y)均为内能的组成部分.
(11)范特霍夫平衡箱平衡态热力学化学反应或相变的反应器可建造恒温、恒压及组成恒定的反应条件.
(12)反应进度(ξdξ=dnB/νB平衡态热力学(系统组成必须恒定)

备注:(3)、(4)、(5)、(9)及(12)的虚实主要针对其微分定义.



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