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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 物理化学中理想气体绝热膨胀问题
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七月仰望星空

银虫 (正式写手)

[求助] 物理化学中理想气体绝热膨胀问题

由同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆过程的膨胀时，达不到相同的终态，当两个终态压力相同时，由于不可逆过程做功较少，故不可逆过程终态的温度比可逆过程终态的温度要高些。
        解释是由于两种系统内能的改变量由对外做功的多少决定，而可逆膨胀过程对外做功多，不可逆膨胀过程对外做功少。所以可逆过程的内能减少量大于不可逆过程。对于初态相同，末态压力相同的系统，可逆膨胀的末温小于不可逆膨胀的末温。
       但我想问的是他们的最终状态不一样，他们的P-V曲线不同，假设先让那个绝热不可逆的曲线在可逆的上方且假设不可逆是一次膨胀，由于不可逆的末温大，那么可逆曲线下边的面积就有可能与矩形面积相等，也就是说他们的功有可能相等，这不是与“不可逆的功小于可逆的矛盾了吗”？
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追求真理
1楼 2012-09-18 19:10:15
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lqz2004

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
fds329: 金币+1, 感谢回帖 2012-10-01 14:42:03
不可逆过程是不能在图中用实线表示的，因此不可逆功也不能用曲线下面积表示。只能从可逆与不可逆的原理去解释。
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2楼2012-09-18 19:52:34
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七月仰望星空

银虫 (正式写手)
七月仰望星空: 回帖置顶 2012-09-18 20:22:17
引用回帖:
2楼: Originally posted by lqz2004 at 2012-09-18 19:52:34
不可逆过程是不能在图中用实线表示的，因此不可逆功也不能用曲线下面积表示。只能从可逆与不可逆的原理去解释。

由同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆过程的膨胀时，达不到相同的终态，当两个终态压力相同时，由于他们终态不一样，P-V曲线也不一样，只有P-V曲线相同时可逆的功大于不可逆的，而不同的曲线就无法比较，那为什么还说他们所做的功可逆的大？
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追求真理
3楼2012-09-18 20:08:10
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周艺轩226

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
fds329: 金币+1, 感谢回帖 2012-10-01 14:42:13
可逆过程做功大于不可逆过程这是肯定。你可以这样理解，如果按你说的，由于末温大，则体积也大，就有可能做功大于可逆过程。假设大于的话，那不可逆过程的末温就应该低于可逆过程。而你已经认为不可逆末温高了，所以，这是个悖论。
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4楼2012-09-18 20:46:04
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七月仰望星空

银虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 周艺轩226 at 2012-09-18 20:46:04
可逆过程做功大于不可逆过程这是肯定。你可以这样理解，如果按你说的，由于末温大，则体积也大，就有可能做功大于可逆过程。假设大于的话，那不可逆过程的末温就应该低于可逆过程。而你已经认为不可逆末温高了，所以 ...

那我不是只能认为是不可逆的大于可逆的了，这里有没有更深层次的解释？两个不同的P-V曲线用一个的可逆与另一个的不可逆相比本就是无可比性的。
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追求真理
5楼2012-09-18 21:10:45
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七月仰望星空

银虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 周艺轩226 at 2012-09-18 20:46:04
可逆过程做功大于不可逆过程这是肯定。你可以这样理解，如果按你说的，由于末温大，则体积也大，就有可能做功大于可逆过程。假设大于的话，那不可逆过程的末温就应该低于可逆过程。而你已经认为不可逆末温高了，所以 ...

改正一下，是可逆的大与不可逆的
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追求真理
6楼2012-09-18 21:12:01
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周艺轩226

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
七月仰望星空: 金币+10, ★★★很有帮助 2012-09-18 22:09:24
fds329: 金币+2, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-10-01 14:42:21
引用回帖:
6楼: Originally posted by 七月仰望星空 at 2012-09-18 21:12:01
改正一下，是可逆的大与不可逆的...

咱这样推理一下： 如果你认为不可逆做功大于可逆。那么，不可逆末温要低于可逆。 也就是体积也要小于可逆。这显然是荒谬的。 又是不可逆过程，膨胀的体积也小，做功怎么可能大呢？ 所以，只能是可逆大于不可逆。   结论就是，不可逆做功大于可逆是不符合逻辑的。只能是可逆大于不可逆。再以这个为前提，就有了不可逆末温高。
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7楼2012-09-18 21:36:01
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七月仰望星空

银虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by 周艺轩226 at 2012-09-18 21:36:01
咱这样推理一下： 如果你认为不可逆做功大于可逆。那么，不可逆末温要低于可逆。 也就是体积也要小于可逆。这显然是荒谬的。 又是不可逆过程，膨胀的体积也小，做功怎么可能大呢？ 所以，只能是可逆大于不可逆。   ...

懂了，非常感谢，这个“符合逻辑”中似乎还有更深内容：“不可逆比可逆多出来的一块似乎永远都比可逆多出来的那块小”
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追求真理
8楼2012-09-18 22:06:19
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