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可逆过程的设计(可逆过程的基本条件)

本篇目录:

理想气体从p1,v1,T1经绝热不可逆变化到p2,v2,T2,怎么设计成可逆过程

即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温吸热到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3),此后,从状态3等温放热到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。

卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热, 绝热膨胀,等温放热,绝热压缩。

可逆过程的设计(可逆过程的基本条件)-图1

分子的平均动能与热力学温度成正比。从初态到末态,两个状态的温度是确定的,对应的内能也确定,所以,从初态到末态理想气体的内能的变化量是确定的。即经不同的过程,从初态到末态理想气体的内能变化量都是相等的。

即 W=∫P dV ,V的积分区间从初态数值V1到末态数值V2。根据克拉伯龙方程 PV=nRT,气体摩尔数n、热力学温度T是不变的(本题条件)。

对于理想气体,等温可逆过程△U=△H=0,W=-nRTlnV2/V1,Q=-W 绝热可逆过程:Q=0,△U=W=-P外dV(恒外压)或△U=nCv,mdT,△H=nCp,mdT 绝热可逆膨胀:物体的温度可是要变化的。

但在自然界中,完全绝热的器壁是找不到的,理想的绝热过程并不存在,实际的绝热过程都是近似的。绝热的平衡过程进行中功和能的转换可根据热力学第一定律(dQ=dE+pdV)和绝热过程的特征方程(dQ=0)得到。

可逆过程的设计(可逆过程的基本条件)-图2

物理化学当中为什么要设计可逆途径

你化学真有些反应过程是不可逆的一个过程,但是可以通过肯定课程的设计来证明这个反应过程是不可逆的。

建立该概念的目的是寻求理论效率,理论最大能量或最高效率的计算问题,为实际的过程给一个方向性的指导。

可逆过程发生后,可以使系统沿原途径逆向进行恢复原状,而不给环境留下任何痕迹。 在可逆膨胀过程中,系统对环境做功最大,而在可逆压缩过程中,环境对系统作最小功。

可逆过程指一个过程发生后,体系恢复原状态后,环境也恢复原状态。换句容易理解的话说就是,经过这么一个过程,人畜无伤,没有任何影响。并且这个过程中每个截点都是相对稳定的。在题目中已经告诉你了,等温可逆。

可逆过程的设计(可逆过程的基本条件)-图3

设计可逆过程求G

状态(4):298k,10325kPa,1molH2O(g)。。题目给的末态,状态(3)→状态(4)为气体等温压缩。然后分别计算三步的ΔG即可。

对于理想气体在没有相变没有化学变化时ΔG=ΔH-Δ(TS)、ΔF=ΔU-Δ(TS),而理想气体等温过程的ΔH=0,ΔU=0。

等温等压下:△G=Wr等温可逆膨胀功的公式是:对于理想气体,等温可逆过程:△U=△H=0,W=-nRTlnV2/V1,Q=-W。

△G=-△ST。绝热可逆膨胀是指物体的温度可是要变化的,没有外界做功的话不能够可逆,计算公式△G=-△ST,绝热可逆过程就是体系没有热量的散失,且该反映是可逆的过程。

而200kPa的时候水的沸点会变啊,所以373K的时候肯定不可逆。因此题目这里在算。没有受热过程,只有气液的体积变化在做功,所以sh Vdp,积分算出delta-G 1和3 最后完成这个循环算出来大于0,所以反应物更稳定。

=Wmax 这里的W为非体积功(即电功,表面功等),也就是△H和T△S之和为0或W为0时△G=0了解以上公式后在根据题所给的情况加以分析,以及公式变形转换就OK了至于亥姆霍兹这个我还没研究到这来,麻烦另请高明了哈。

我想请问一下,为什么真空膨胀可以设计成等温可逆过程啊?

由于气体向真空自由膨胀,外压为零,故体系对环境做功也为零。由热力学第一定律可得体系内能的变化为零,理想气体的内能只是温度的函数,所以理想气体绝热自由膨胀后温度将恢复原来的温度。

用S=Q/T求熵变必须是可逆过程,Q必须是可逆过程的热,此题没说可逆,所以不行。因为理想气体,且等温,所以内能不变,体积功为0,所以Q为0,这是对的。楼上错了。

封闭系统若发生等温等压不做非体积功的可逆过程则该过程的吉布斯自由能变为零。

在系统向真空膨胀的过程中,因为没有外加阻力,所以系统是不对外界做功的。为了方便起见我们假设系统与环境处于热平衡。那么也不会发生热传递,也没有内能变化。所发生的唯一变化是体系的体积增加了。

是否为可逆过程取决于两方面:一是是否有能量损失,有无耗散力做功;二是过程是否为无限缓慢平稳的过程。

到此,以上就是小编对于可逆过程的基本条件的问题就介绍到这了,希望介绍的几点解答对大家有用,有任何问题和不懂的,欢迎各位老师在评论区讨论,给我留言。

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