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本文拟利用热力学基本方程及热容,推导理想气体恒容(或恒压)变温过程熵变的计算公式,供参考.
热力学基本方程与热容
对于理想气体元熵过程[1],有如下式(1)及(2)成立:
dU=TdS-pdV=n·CV,mdT (1)
dH=TdS+Vdp=n·Cp,mdT (2)
式(1)、(2)中“CV,m”为理想气体的摩尔定容热容;“Cp,m”为理想气体的摩尔定压热容.
理想气体恒容变温过程的熵变
恒容条件下,由式(1)可得:
(3)
式(3)积分可得:
ΔS=n·CV,m·ln(T2/T1) (4)
理想气体恒压变温过程的熵变
恒压条件下,由式(2)可得:
(5)
式(5)积分可得:
ΔS=n·Cp,m·ln(T2/T1) (6)
结论
⑴对于理想气体元熵过程,dU=TdS-pdV=n·CV,mdT ;dH=TdS+Vdp=n·Cp,mdT .
⑵同温度一样,压强、体积及熵也是影响理想气体热力学能(或焓)的重要因素.
参考文献
[1]余高奇. 压强、体积对理想气体热力学能的影响.http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666.科学网博客, 2024,5.
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