熵及其物理意义

引言 熵是热力学中一个重要的态函数,热力学第二定律指出了态函数的存在,当热力学系统的状态发生无限小变化时,其熵变为 ds≥(?)Q/T (1)式中(?)Q是系统从温度为了的热源吸收的热量,等号对应于可逆过程,不等号对应于不可逆过程。当(?)Q=0时,(1)式变为 ds≥0 (2) 由此可见,在绝热过程中,系统的熵永不减少,在可逆绝热过程中,熵的数值不变,在不可逆绝热过程中,系统的熵总是增加。这个结论称为熵增加原理,也是热力学第二定律的数学表述。 根据熵增加原理,任何自发的不可逆过程,只能向熵增加的方向进行,于是熵函数给予了判断不可逆方向的共同准则,上述结论无论系统是处在平衡状态还是非平衡状态都是成立的,而熵是     

关于湿球温度与绝热饱和温度的探讨

普遍认为湿球温度和绝热饱和温度是完全不同的两个参数。通过对湿球温度测量、空气绝热降温增湿及连续干燥过程中空气状态的变化深入分析首次提出：对于任何体系，湿球温度都等于绝热饱和温度，并不是本质不同的两个状态参数。当空气——水系统处于热力学平衡状态时，湿球温度是平衡体系中水相的温度，而绝热饱和温度是空气相的温度，二者数值相等，是同一平衡体系不同物相温度的表示。     

化学热力学教学中若干问题的讨论

在化学热力学教学中,学生常常对理想气体绝热过程和等温过程的变化趋势难于理解,系统从某一始态经一绝热不可逆过程到达终态时,当具有相同的终态体积时,绝热不可逆过程的终态压力总是大于绝热可逆过程终态压力,而小于等温可逆过程的终态压力;当具有相同的终态压力,绝热不可逆过程的终态体积总是大于绝热可逆过程的终态体积,而小于等温可逆过程的终态体积。当理想气体由一始态出发可逆膨胀时,等温过程总比绝热过程做的功大;而当气体压缩时,等温过程总比绝热过程所需的功小。     

关于绝热过程的几个问题

<正> 绝热过程在热力学说来是一个很重要的过程,可是对于此过程的一些问题往往不易明确理解。本文是根据自己的教学体会来谈谈其中的几个问题: 一、绝热过程的特点 绝热过程是体系状态发生变化时,体系既没有从外界吸入热量,同时也没有热放到环境中去的过程。因此,这一过程的特点是δQ=0或Q=0;du=-δW或△u=-W,即体系和环境无热的交换,但可以有功的交换。     

关于理想气体绝热过程的讨论

借助P-V对理想气体绝热过程进行了讨论,得出绝热不可逆过程、绝热可逆过程及等温可逆过程从同一始态出发到达相同的终态压力或者终态体积在P-V图上的相对位置,并导出绝热可逆过程功的公式也适用于绝热不可逆过程功的计算。     

理想气体准静态过程方程与过程曲线

<正> 热力学中所讨论的理想气体的等容、等压、等温和绝热过程是由多方过程转化而来的几种特殊过程,对于多方过程方程P·V~n=常数中,其多方指数n必须为常数(∞≥n≥0)时,方程才能成立.当n=0时,为等压过程;当n=1时,为等温过程;当n=γ时,为绝热过程;当n=∞时,为等容过程.而对于理想气体任意一个准静态过程,n并非一定     

理想气体的绝热自由膨胀

本文从理想气体绝热自由膨胀过程的本质出发,进一步论述了理想气体的绝热自由膨胀过程和等温膨胀,一般绝热过程的关系。澄清了一些易于忽略的错误认识。     

状态方程与过程方程

在理想气体热力学的教学中,经常出现状态方程ＰＶ=ＭμＲＴ与过程方程ＰＶｎ=常数(ｎ=1时为等温过程,ｎ=0时为等压过程,ｎ=γ时为绝热过程,ｎ=∞时为等容过程)的交叉使用,但由于学生对状态方程和过程方程理解的不够透彻,在做题时往往知道出现了错误,却不知错在何处。本文试图结合一习题的解法,明确一下状态方程与过程方程的区别。1、一道习题的三种解法[题]在一体积为Ｖ1的容器中,装有压强为ｐ1的理想气体,此容器通过一活门与一个体积为Ｖ2的真空容器相连,所有容器都装有绝热壁,使它们与外界不交换热量。试求打开活门至气体达到平衡态时,气…     

范氏气体任意准静态过程热容量的研究

本文应用热功内势能增量比j=dQ/(dA+dE_ρ)的概念和范氏气体准静态过程微分方程,导出了热容量在准静态过程中的一般计算公式以及给出了在P—v图上准静态过程中dQ,dT与Ci正负的比较斜率判别法则.     

试用需求的价格弹性η分析总收益的变化

我们知道,当某种商品的价格变动时,该商品的需求价格弹性η与销售该商品所得到的总收益变化密切相关.如果设需求Q和价格P的函数关系式为Q=f(P),因为Q=f(P)为单调减函数,所以dQ/dP<0.即需求的价格弹性η=     

一个容易忽视的问题

判断定质量理想气体在等温、等容、等压和绝热过程中的能量转化情况时,一般的方法是:(1)气体温度ΔT变化决定其内能变化:ΔT>0,内能增加;ΔT<0,内能减少;ΔT=0,内能不变。(2)气体体积ΔV变化,决定气体对外界做功,还是外界对气体做功:ΔV>0,气体对外界做功;ΔV<0,外界对气体做功,ΔV=0,气体对外界做功为零。(3)气体吸热或放热则根据热力学第一定律ΔE=W Q确定。上述判断定质量理想气体内能增、减和吸、放热的方法对气体发生的任意过程都是适用的。但是,判定气体是对外做功,还是外界对气体做功的“方法”却不具备普遍意义,不能将其推广到     

关于《物理化学》教材中一道习题的讨论

对《物理化学》教材中一道关于熵变计算的习题进行了讨论,指出求系统熵变时,要先根据所研究的系统条件进行分析,因为条件不同(绝热恒容和绝热恒压),所应用的公式也不同(ΔU=ΔU(A)+ΔU(B)=0,ΔH=ΔH(A)+ΔH(B)=0)。由此提出在利用物理化学公式时,必须正确理解每个公式的适用条件和范围,否则就会走进误区,不能得到正确的结论。     

理想气体的膨胀功浅析

在物理化学和化学热力学中,理想气体作为所研究的对象,经常地出现在教科书及其习题中。而理想气体的膨胀功又是经常所涉及到的一个问题。但对理想气体的膨胀功尤其是绝热过程的绝热可逆膨胀功和绝热不可逆膨胀功的比较,许多教科书要么是条件讲的比较含糊)要么是从一个具体的例题通过计算得到等温可逆膨胀功大于绝热可逆膨胀功,绝热可逆膨胀功大于绝热不可逆膨胀功,这未免显得有些勉强。笔者下面拟从数学上推导,得到一般性的结论,使其具有普遍性的意义。     

文字表述与图像信息有矛盾吗?

先看一道题:当分子间距离r=r0时,分子间引力和斥力恰好平衡,使分子间距离从r1逐渐变为r2(r0＜r1＜r2),则:在这一过程中,下列的各种变化中可能正确的是( )     

热力学第一定律对理想气体应用的教学探讨

摘要:热力学第一定律对理想气体在定值过程中应用是热力学中重点内容之一,如老师先重点讲授它对多方过程的应用、再让学生据n=1为等温过程、n=0为等压过程、n=∞为等容过程,n=r为绝热过程的条件.由多方过程的摩尔热容C、外界对系统作功A,内能增加量△U和系统吸热Q的表达式外推并讨论几个特殊过程的相应结果.这样教学方法的探讨,不仅能调动学生学习的主动性,且能提高分析问题和解决问题的实际能力.     

热力学第一定律对多方过程的应用

理想气体的状态变化过程,常常既不是等温过程又不是绝热过程,而是介于二者之间的过程称为多方过程。在热学教材中,直接将绝热过程的过程方程中的γ换成n即得多方过程的过程方程: PV~γ=常数→ PV~n=常数 式中n称为多方指数。为1≤n≤γ的一常数。 在热学教材中,没有对上述多方过程的过程方程加以推导。而我们在处理这一节教材时,对该过程方程进行了推导并加以适当的讨论。这样能使学生对热力学第一定律,摩尔热容量和理想气体内能的概念加深理解,并且对理想气体一般过程与特殊过程间的关系更有所认识。现在对这节教材的具体处理,叙述如下。     

共点力平衡的准静态分析

当物体在几个力的共同作甩下处于静上或作匀速直运动时，它所处的状态即为共点力的平衡，其平衡条件为∑F=0（这几个力可以作用于同一点，也可以是力的作用线相交于一点）。如果物体在共点力的作用下以缓慢的方式进行变化，则该过程便是准静态过程，此时，我们完全可以将上述动态分析过程中的每一时刻均视为平衡状态。     

用能量微商探讨几个电路问题

主要是从dE/dt=0出发,对不同的电路问题进行探讨,从而得出电路的微分方程。     

一道极易失分的奥赛训练题

在奥赛训练中,训练思维的严谨性、解题过程的完善性,是训练的内容之一. 例题 两端开口的U形管中注有长为h的水银柱,若将管的右端封闭,被封闭的空气柱长为L,然后使水银柱做微小的振荡,设空气为理想气体,且认为水银振荡时右管中封闭气体经历的是绝热过程,大气压为h_0水银柱,空气的绝热过程满足pV~r=常数,试求水银的振动周期.     

日本2003年高考全国统考(物理)试题

1 .解答下列问题 :(2 0分 )(1 )让A、B、C、D、E这 5个小球在t =0时刻从不同的高度以初速度为 0同时落下 ,于是从t =0开始 ,每隔相等的时间间隔 ,小球顺次碰到地面 .则在t=0时刻 ,各个小球分别处在什么样的高度 ?从图 1的四幅图中选取一个最合适的 ,将其序号填入后面的括号中 .设空气的阻力忽略不计 . (　　 )图 1(2 )绝热容器中有质量为 71 0g的水 ,将质量为 42g温度为 -1 0℃的冰放入水中 ,等冰全部熔解之后 ,绝热容器中的水的温度为 0℃ .最初绝热容器中的水的温度是多少度 ?从下面的选项中选取一个最合适的答案 ,填入后面的括号中 .冰…