余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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理想气体绝热膨胀系数(ε)

已有 1806 次阅读 2023-8-19 13:39 |系统分类:教学心得

       本文拟探究理想气体绝热膨胀过程的温度变化规律,并引入理想气体绝热膨胀系数(ε),供参考.

[例]. 某理想气体由始态(p1,V1,T1),经绝热过程一步膨胀至终态(p2,V2,T2),比较温度T1T2的相对大小.

       析:准静态过程假说[1]将所有热力学过程均规定为准静态过程;对于理想气体的绝热元熵过程有如下式

(1)成立:

        TVγ-1=k1                     (1)

1.热力学推导

       依题理想气体绝热膨胀:

                            p1>p2                 (2)

                            V2>V                (3)

       另理想气体:γ=Cp,m/CV,m>1   (4)

      由式(1)可得:T1V1γ-1=T2V2γ-1               (5)

      式(5)变形可得:(T1/T2)=(V2/V1)γ-1    (6)

      式(6)结合式(3)及(4)可得:T1/T2>1         (7)

      式(7)显示理想气体绝热膨胀过程系统温度一定降低.

      令:image.png

      上式中ε可称为理想气体绝热膨胀系数;另准静态过程假说认为绝热元熵过程亦为恒熵过程.

      则:image.png          (8)

      式(8)显示:ε的值恒大于0,单位为K·Pa-1.

2. 结论

理想气体绝热膨胀系数image.png;

理想气体绝热膨胀过程,系统的温度一定降低.

参考文献

[1]余高奇.热力学第一定律研究.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666,2021,8.

      



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