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本文拟结合范德华方程[1],探究真实气体热力学能变的影响因素,供参考.
范德华方程
范德华方程是具有一定物理模型基础的真实气体的半经验状态方程,参见如下式(1)所示:
(1)
式(1)中“p、V、T及n”分别代表真实气体的压强、体积、温度及物质的量;“R”为摩尔气体常数;
“α、b”为与温度无关的范德华常数,通常可通过工具书获取.
式(1)可变形为:
(2)
2. 热力学基本方程
对于真实气体发生的元熵过程,有下列热力学基本方程成立:
dU=TdS-pdV (3)
dH=TdS+Vdp (4)
dG=-SdT+Vdp (5)
dA=-SdT-pdV (6)
3. 真实气体热力学能变的影响因素
令真实气体热力学能U:
U=U(T,V)
则:
(7)
恒温条件下,式(3)可得:
(8)
式(6)结合麦克斯韦方程可得:
(9)
将式(9)代入式(8)可得:
(10)
将式(2)代入式(10)可得:
(11)
将式(11)代入式(7)可得:
(12)
式(12)显示,真实气体的热力学能变,与体积、温度及物质的量相关.
4. 结论
真实气体的热力学能变:.
参考文献
[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学(上册,第四版).北京:高等教育出版社,2001,12:20
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