可逆过程与可逆过程体积功的计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,状态,1,状态,2,2.8,可逆过程与可逆过程体积功的计算,1.,可逆过程与不可逆过程,例如：,p,外,=,p-,d,p,，,则系统会无限缓慢地膨胀；,再如：,T,外,=,T-,d,T,系统会放热,Q,给环境系统内部及系统与环境间在一系列无限接近平衡条件下进行的过程称为可逆过程状态,1,状态,2,状态,1,状态,2,自然界发生的任何变化都是不可逆过程对于不可逆过程，无论采取何种措施使系统恢复原状时，都不可能使环境也恢复原状,.,系统复原,环境复原,系统复原,环境不可能复原,对可逆过程,：,2,可逆过程体积功的计算公式,3 理想气体恒温可逆过程,例,18:,始态,T,1,=300 K,，,p,1,=150 kPa,的,2 mol,某理想气体，经过下述三种不同途径恒温膨胀到同样的末态，,p,2,=50 kPa,。

求各途径的体积功b.,先反抗,100 kPa,的恒外压膨胀到平衡，再,a.,反抗,50kPa,的恒外压一次膨胀到末态c.,恒温可逆膨胀到末态,反抗,50kPa,恒外压膨胀到末态解,:,a.,反抗,50kPa,的恒外压一次膨胀到末态c.,恒温可逆膨胀到末态,b.,先反抗,100 kPa,的恒外压膨胀到中间平衡态，再反抗,50kPa,恒外压膨胀到末态W,=,W,1,+,W,2,=,-4.158 kJ,=-3.326 kJ,=-,p,外,(,V,2,V,1,),始末态相同，途径不同，功不同,途径,a,、,b,、,c,所做的功在,p-V,图中的表示,一次反抗恒外压,膨胀,过程,W,p,外,V,p,终,(,V,终,V,始,),p,p,始,p,终,V,始,V,终,V,定,T,p,p,始,p,终,二次反抗恒外压,膨胀,过程,W,(,W,1,+W,2,),2,V,始,V,终,V,定,T,1,W,-(,W,1,W,2,W,3,),(,p,2,V,1,p,3,V,2,p,终,V,3,),p,p,始,V,始,V,终,V,定,T,1,2,3,W,-(W,1,W,2,W,3,+.),p,su,p,始,V,始,V,终,V,定,T,2,系统对环境做功,可逆过程做最大功,(-,W,),p,1,p,1,V,1,T,p,2,p,2,V,2,T,一粒粒取走砂粒,-,d,p,恒温可逆膨胀途径所做的功在,p-V,图中的表示,恒温压缩过程环境所做的功在,p-V,图中的表示,环境对系统做功,可逆过程做最小功,(,W,),W,W,1,W,2,W,3,+.,p,p,2,p,1,V,2,V,1,V,定,T,2,p,p,2,p,1,恒外压压缩过程,W,W,1,+W,2,2,V,2,V,1,V,定,T,1,p,p,2,p,1,恒外压压缩过程,W,p,外,V,p,终,(,V,终,V,始,),V,2,V,1,V,定,T,W,W,1,W,2,W,3,p,p,2,p,1,V,2,V,1,V,定,T,1,2,3,总结，可逆过程的特点：,推动力无限小，,系统内部及系统和环境间,都无限接近平衡，进行得无限慢，,(2),过程结束后，系统若沿原途径逆向进行恢复到始态，则环境也同时复原。

3),可逆过程系统对环境做最大功,环境对系统做最小功4.,理想气体绝热可逆过程,绝热可逆过程,Q,r,=0,：,C,V,m,为定值，与温度无关：,理想气体绝热可逆过程的,过程方程,绝热可逆过程体积功的计算,方法二,:,方法一：,由绝热可逆过程方程求出终态温度,T,2,，再求体积功,.,例,19,：某双原子理想气体,1mol,从始态,350K,，,200kPa,经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的,Q,，,W,，,U,及,H,1),恒温可逆膨胀到,50kPa,(2),恒温反抗,50kPa,恒外压膨胀至平衡,(3),绝热可逆膨胀到,50kPa,(4),绝热反抗,50kPa,恒外压膨胀至平衡n=,1mol,pg,T,1,=350K,p,1,=200 kPa,n=,1mol,pg,T,2,=,350K,p,2,=50 kPa,d,T,=0,可逆,(1)d,T,=0,可逆,是理想气体,(2)恒温反抗50kPa恒外压膨胀至平衡,=-2.183 kJ,n=,1mol,pg,T,1,=350K,p,1,=200 kPa,n=,1mol,pg,T,2,=,350K,p,2,=50 kPa,d,T,=0,p,外,=50kPa,是理想气体,(3)绝热可逆膨胀到50kPa,n=,1mol,pg,T,1,=350K,p,1,=200 kPa,n=,1mol,pg,T,2,=,?,p,2,=50 kPa,Q,=0,可逆,Q,=0,(4)绝热反抗50kPa恒外压膨胀至平衡,n=,1mol,pg,T,1,=350K,p,1,=200 kPa,n=,1mol,pg,T,2,=,?,p,2,=50 kPa,Q,=0,不可逆,Q,=0,U,=,W,有系统如下图,单原子,pg,A,p,A1,=150kPa,T,A1,=300K,V,A1,=10m,3,双原子,pg,B,p,B1,=300kPa,T,B1,=400K,V,B1,=5.0m,3,已知容器及隔板绝热良好，抽去隔板后,A,、,B,混合达到平衡，试求：混合过程的,例,20,(,混合过程,),：,单原子,pg,A,p,A1,=150kPa,T,A1,=300K,V,A1,=10m,3,双原子,pg,B,p,B1,=300kPa,T,B1,=400K,V,B1,=5.0m,3,单原子,pg,A,+,双原子,pg,B,p,T,2,V,=15m,3,Q,=0,d,V,=0,*,例,16,：求,1000K,下，下列反应的,已知,298.15K,，下列热力学数据：,-74.81,-285.83,-393.51 0,35.31,33.58,37.10 28.82,/,k,Jmol,-1,/,Jmol,-1,K,-1,已知,298.15K,时，水的摩尔蒸发焓为,44.01kJmol,-1,若在温度区间,T,1,到,T,2,范围内，反应物或产物有相变化,CH,4,(g),H,2,O(g),CO,2,(g)H,2,(g),CH,4,(g),H,2,O(l),CO,2,(g)H,2,(g),CH,4,(g)+2,H,2,O(g),=CO,2,(g)+4H,2,(g),T,1,=1000K,设计过程,T,2,=298.15K,T,2,=298.15K,恒容过程,(d,V,=0),恒压过程,(d,p,=0),恒温可逆过程,(d,T,=0,可逆,),自由膨胀过程,(,p,环,=0),绝热可逆过程,(,Q,r,=0),常见,pg,单纯,pVT,变化过程：,恒温不可逆过程,(d,T,=0),绝热不可逆过程,(,Q,=0),Q W,U H,=0,=0,=0,=0,=0,=0,=0,=0,恒温自由膨胀过程,(,p,环,=0),=0,=0,=0,=0,对一定量的理想气体，下列过程能否进行？,吸热而温度不变,恒压下绝热膨胀,恒温下对外做功，同时放热,体积不变且绝热，使温度上升,吸热体积缩小,恒温下绝热膨胀,恒压下绝热压缩,恒温下绝热自由膨胀,（,）,（,）,（,）,（,）,（,）,（,）,（,）,（,）,。