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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压缩过程的热力学第一定律表示式的改写

已有 737 次阅读 2024-3-13 07:36 |系统分类:教学心得

       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.

  1. 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:

    dUQWVW'=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.

  2. 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:

    dUQWTW'=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:

        dUQWTW'

             =δQ+(-pedV)+ δW'

             =δQ+(-pdV)-(pe-p)dVW'       (3)

       令:-(pe-p)dVW'=δW''                 (4)

       将式(4)代入式(3)可得:

        dUQ+(-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)dVW'=δW'',     则:dUQ+(-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



https://m.sciencenet.cn/blog-3474471-1425105.html

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