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本文拟探究热力学第一定律在单纯pVT变化中压缩过程的应用,供参考.
单纯pVT变化的压缩过程
单纯 pVT变化的压缩过程示意图参见如下图1所示:
图1.在外压pe作用下,系统由始态1被压缩至终态2过程示意图
图1中,V2<V1;pe>p2>p1.
2. 单纯pVT变化压缩过程的热力学第一定律
在单纯 pVT变化的压缩过程中,pe>p2>p1,则:▏-pedV▕>▏-pdV▕ (1)
式(1)中“p”代表系统压强;“-pedV”代表压缩过程的体积功(δWT);“-pdV”代表压缩过程的体
势变(δWV)[1].
需明确在单纯 pVT变化的压缩过程,体积功与体势变通常也成对出现,且体积功占支配地位;热力学第一定
律表示为:
dU=δQ+δWT+δW' =δQ-pedV+δW' (2)
式(2)中“δW' ”表示压缩过程的非体积功,也称有效功.
压缩过程的有效功特指电功与表面功;热力学通常规定所有热力学过程的有效功均为0;此时式(2)
可化简为:dU=δQ+δWT=δQ-pedV (3)
3. 结论
单纯 pVT变化的压缩过程中,体积功与体势变通常成对出现,且体积功占支配地位;热力学第一定律表示
为: dU=δQ+δWT+δW' =δQ-pedV+δW' .
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
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