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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体积功与平衡态热力学

已有 3277 次阅读 2021-9-14 16:43 |系统分类:教学心得

       平衡态热力学研究范围仅限热力学平衡态及准静态过程,平衡为无时间性的静止,且准静态过程不区分空间延续性的均匀。

       体积功定义式为:δWT=─pe▪dV    (1)

       式(1)中pe代表外压(环境大气压强);dV是指系统体积的微小改变量。

      体积功可表述为系统反抗外压所做的功。

      pe与系统的准静态过程无关,pe是否改变或存在均不能改变平衡态热力学过程,即准静态过程的自然属性。

      通常情况下,体积功(─pe▪dV )仅是体势变(─p▪dV )能量重新分配的一种形式。

      系统体积膨胀时提供给环境的能量(─p▪dV ),一部分用于补偿体积功(─pe▪dV ),剩余能量[─(p-pe)▪dV ]将用于改变环境的熵变。

       体积功可由热化学实验准确测量。准静态过程能量,诸如热量(δQ=T▪dS)、体势变(δWV=─p▪dV )等均无法直接由热化学实验实测。

       结论:准静态过程,与外压(pe )无关。

       备注:准静态过程通常规定ppe。如果ppe,此时系统将为环境提供有效功,超出了平衡态热力学研究范围。



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