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  所有热力学定律的公式,包括条件

  所有热力学定律的公式,包括条件

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2020-04-16 13:35
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黄鸿

  理想气体定律:pV=nRT,以下V为摩尔体积,也就是V/n

  热容之间关系:Cp=Cv+R,γ(比热比容)=Cp/Cv

  热力学第一定律:dU=dq+dw,w为外力对系统做功,

  ∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV

  ∴dU=dq-pdV

  ∵q是关于T的函数,所以U可表示为T、V的函数

  ∴dU=CvdT+CtdV,对于理想气体而言,Ct为零,对于真实气体而言,Ct很小

  ∴dU=CvdT恒成立

  dU=0,pdV=dq

  △q=∫(过程1到2)pdV=∫(过程1到2,默认后面都是)RTdV/V=RT*ln(V2/V1)=RT*ln(p1/p2)

  dV=0,即dw=0

  dU=dq=CvdT,然后积分

  dp=0

  dq=dU+pdV=CvdT+d(pV)=CvdT+RdT=CpdT

  (可直接理解为压强不变时,温度直接决定输入的热能)

  dq=0

  dU=dw=-pdV=CvdT

  ∴-RTdV/V=CvdT

  ∴-RdV/V=CvdT/T

  ∴-R∫dV/V=Cv∫dT/T

  ∴R*ln(V1/V2)=Cv*ln(T2/T1)

  ∴(V1/V2)^R=(T2/T1)^Cv

  (V1/V2)^(γ-1)=T2/T1,就得到了体积变化与温度变化的关系

  ∵T=pV/R

  ∴代入得(V1/V2)^γ=p2/p1,即p1*V1^γ=p2*V2^γ,pV^γ=常量,

  就得到变化压强与变化体积的关系

  定义新量:H(焓)=U+pV

  ∵dU=dq-pdV

  ∴dU+d(pV)=dq+Vdp,dU+d(pV)=d(U+pV)=dH=dq+Vdp

  定义新量:dS(熵)=dq/T,△S=∫dq/T

  热力学第二定律:自发过程△S>0,可逆过程△S=0

  用来判断是否是自发过程

  ∵△S>0

  ∴在恒定温度时,比如说非密闭容器的化学反应

  dS>dq/T,(恒定温度时,∫dq/T=0)

  ∴变换得dq-TdS

2020-04-16 13:36:56

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