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为与准静态过程假说(或热力学基本方程)保持一致,本文拟探究压缩过程的热力学第一定律表示式的改
写,供参考.
准静态过程假说的热力学第一定律表示式
准静态过程假说的热力学第一定律表示式[1]参见如下式(1)所示:
dU=δQ+δWV+δW'=TdS+(-pdV)+ δW' (1)
式(1)中“δQ”表示热量,δQ=TdS;“δWV”表示体势变,δWV=-pdV;“δW'”表示有效功.
式(1)显示热力学能变由热量、体势变与有效功三部分组成.
压缩过程的热力学第一定律表示式
压缩过程的热力学第一定律表示式[2]参见如下式(2)所示:
dU=δQ+δWT+δW'=δQ+(-pedV)+ δW' (2)
式(2)中“δQ”表示热量;“δWT”表示体积功,δWT=-pedV;“δW'”表示有效功,也称非体积
功.
式(2)显示对于压缩过程,热力学能变由热量、体积功与有效功三部分组成.
3. 压缩过程热力学第一定律表示式的改写
由式(2)可得:
dU=δQ+δWT+δW'
=δQ+(-pedV)+ δW'
=δQ+(-pdV)-(pe-p)dV+δW' (3)
令:-(pe-p)dV+δW'=δW'' (4)
将式(4)代入式(3)可得:
dU=δQ+(-pdV)+δW'' (5)
式(5)即为改写后的压缩过程热力学第一定律表示式.
由上可知:将“-(pe-p)dV”合并于有效功项,便可将压缩过程热力学第一定律表示式改写为准静态过
程假说表示式;这也进一步表明“有效功”构成形式多变,不单指电功与表面功.
4. 结论
⑴令压缩过程:-(pe-p)dV+δW'=δW'', 则:dU=δQ+(-pdV)+δW'';
⑵“有效功”构成形式多变,不单指电功与表面功.
参考文献
[1]余高奇.热力学第一定律研究.科学网博客, http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 .2021,8
[2]余高奇.热力学第一定律在单纯pVT变化中压缩过程的应用.科学网博客, http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 .2024,3
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