可逆過程與可逆過程體積功的計(jì)算ppt課件

2.8可逆過程與可逆過程體積功的計(jì)算,1.可逆過程與不可逆過程,例如：p外=p-dp，則系統(tǒng)會(huì)無限緩慢地膨脹；,再如：T外=T-dT,系統(tǒng)會(huì)放熱Q給環(huán)境。,1,系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與環(huán)境間在一系列無限接近平衡條件下進(jìn)行的過程稱為可逆過程。,狀態(tài)1狀態(tài)2,自然界發(fā)生的任何變化都是不可逆過程。,對(duì)于不可逆過程，無論采取何種措施使系統(tǒng)恢復(fù)原狀時(shí)，都不可能使環(huán)境也恢復(fù)原狀.,系統(tǒng)復(fù)原,環(huán)境復(fù)原,系統(tǒng)復(fù)原,環(huán)境不可能復(fù)原,1,對(duì)可逆過程：,2可逆過程體積功的計(jì)算公式,1,3理想氣體恒溫可逆過程,1,1,解:,a.反抗50kPa的恒外壓一次膨脹到末態(tài)。,c.恒溫可逆膨脹到末態(tài),b.先反抗100kPa的恒外壓膨脹到中間平衡態(tài)，再反抗50kPa恒外壓膨脹到末態(tài)。,W=W1+W2=-4.158kJ,始末態(tài)相同，途徑不同，功不同,1,途徑a、b、c所做的功在p-V圖中的表示,1,系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功,可逆過程做最大功(-W),1,恒溫可逆膨脹途徑所做的功在p-V圖中的表示,1,恒溫壓縮過程環(huán)境所做的功在p-V圖中的表示,環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功,可逆過程做最小功(W),1,總結(jié)，可逆過程的特點(diǎn)：推動(dòng)力無限小，系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)和環(huán)境間都無限接近平衡，進(jìn)行得無限慢，(2)過程結(jié)束后，系統(tǒng)若沿原途徑逆向進(jìn)行恢復(fù)到始態(tài)，則環(huán)境也同時(shí)復(fù)原。(3)可逆過程系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做最大功,環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做最小功。,1,4.理想氣體絕熱可逆過程,絕熱可逆過程Qr=0：,CV,m為定值，與溫度無關(guān)：,1,1,絕熱可逆過程體積功的計(jì)算,方法二:,方法一：,由絕熱可逆過程方程求出終態(tài)溫度T2，再求體積功.,1,例19：某雙原子理想氣體1mol從始態(tài)350K，200kPa經(jīng)過如下四個(gè)不同過程達(dá)到各自的平衡態(tài)，求各過程的Q，W，U及H。(1)恒溫可逆膨脹到50kPa(2)恒溫反抗50kPa恒外壓膨脹至平衡(3)絕熱可逆膨脹到50kPa(4)絕熱反抗50kPa恒外壓膨脹至平衡。,1,n=1molpg,T1=350Kp1=200kPa,n=1molpg,T2=350Kp2=50kPa,(1)dT=0,可逆,是理想氣體,1,(2)恒溫反抗50kPa恒外壓膨脹至平衡,=-2.183kJ,n=1molpg,T1=350Kp1=200kPa,n=1molpg,T2=350Kp2=50kPa,是理想氣體,1,(3)絕熱可逆膨脹到50kPa,n=1molpg,T1=350Kp1=200kPa,n=1molpg,T2=?p2=50kPa,Q=0,1,(4)絕熱反抗50kPa恒外壓膨脹至平衡,n=1molpg,T1=350Kp1=200kPa,n=1molpg,T2=?p2=50kPa,Q=0,U=W,1,有系統(tǒng)如下圖,已知容器及隔板絕熱良好，抽去隔板后A、B混合達(dá)到平衡，試求：混合過程的,例20(混合過程)：,1,單原子pg,A+雙原子pg,BpT2V=15m3,*,1,例16：求1000K下，下列反應(yīng)的,已知298.15K，下列熱力學(xué)數(shù)據(jù)：,-74.81-285.83-393.510,35.3133.5837.1028.82,/kJmol-1,/Jmol-1K-1,已知298.15K時(shí)，水的摩爾蒸發(fā)焓為44.01kJmol-1,若在溫度區(qū)間T1到T2范圍內(nèi)，反應(yīng)物或產(chǎn)物有相變化,CH4(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),CH4(g)H2O(l)CO2(g)H2(g),CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g),1,T1=1000K,設(shè)計(jì)過程,T2=298.15K,1,恒容過程(dV=0),恒壓過程(dp=0),恒溫可逆過程(dT=0,可逆),自由膨脹過程(p環(huán)=0),絕熱可逆過程(Qr=0),常見pg單純pVT變化過程：,恒溫不可逆過程(dT=0),絕熱不可逆過程(Q=0),QWUH,=0,=0,=0,=0,=0,=0,=0,=0,恒溫自由膨脹過程(p環(huán)=0),=0,=0,=0,=0,1,對(duì)一定量的理想氣體，下列過程能否進(jìn)行？,吸熱而溫度不變,恒壓下絕熱膨脹