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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 压强的含义
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黄石道人

新虫 (正式写手)

[求助] 压强的含义

由Quasiharmonic Debye Approximation（QDA）方法计算固体相关的热力学参数。
在这一模型中，先得到helmholtz自由能F
恒温下，F对V求偏导得到P。
最后，G=F+PV，这里的压强P什么含义呢？
计算固体Gibbs自由能的时候，P指的是什么压强？
如果固体膨胀，产生负压P（P<0）,计算G的时候，P如何定义？

求教各位了！
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1楼2013-08-14 17:19:24
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
黄石道人: 金币+2, ★有帮助 2013-08-14 22:03:00
热力学压力定义和流体力学压力定义并不安全重合。这个在G.K. Batchelor 的 An Introduction to Fluid Dynamics 里有阐述。我想原因之一是热力学压力是一个平衡态的概念。

另外，如果是固体，正压力(应力张量的迹)恐怕不能算作是热力学变量吧？
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2楼2013-08-14 20:30:49
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黄石道人

新虫 (正式写手)
固体而言，这里的P是静水压力。
如果固体膨胀，产生负压也即P<0,
那么如果计算G，直接是G=F+PV，这里的P直接取负值？
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3楼2013-08-14 22:07:25
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斑点猫

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
压强本身概念没问题，但做功要讨论方向问题

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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4楼2013-08-15 07:02:54
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黄石道人

新虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 斑点猫 at 2013-08-15 07:02:54
压强本身概念没问题，但做功要讨论方向问题

假设固体对应两个状态。
状态1：E1，P1，V1。固体膨胀，由1态到2态。
状态2：E2，P2，V2。
显然，E2>E1;P2<P1;V2>V1;
此时的2状态焓H2
直接写成H2=E2+P2V2？
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5楼2013-08-15 09:15:57
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

★ ★
黄石道人: 金币+2 2013-08-15 10:18:06
引用回帖:
3楼: Originally posted by 黄石道人 at 2013-08-14 22:07:25
固体而言，这里的P是静水压力。
如果固体膨胀，产生负压也即P<0,
那么如果计算G，直接是G=F+PV，这里的P直接取负值？

不太明白你说的。固体情况，压力（应力张量的迹）是状态参数吗？那其他应力分量比如剪应力呢？固体情况下温度和应力的关系恐怕不能用简单的状态方程描述，这和气体很不一样。固体好像只有一个密度(线膨胀系数)和温度相关的物性方程。压力，一般说来应力，和约束密切相关。比如热应力，与其说是热力学问题，更像是个力学问题。不知道我们讨论的是不是同一个问题。
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6楼2013-08-15 09:20:33
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黄石道人

新虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by pippi6 at 2013-08-15 09:20:33
不太明白你说的。固体情况，压力（应力张量的迹）是状态参数吗？那其他应力分量比如剪应力呢？固体情况下温度和应力的关系恐怕不能用简单的状态方程描述，这和气体很不一样。固体好像只有一个密度(线膨胀系数)和温 ...

固体状态方程基本的热力学关系，比如G=H-TS等，都是成立的。
我说的P,指的是这里的P，系统自身的压力。
而不是外界的附加压力。
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7楼2013-08-15 10:19:55
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

引用回帖:
7楼: Originally posted by 黄石道人 at 2013-08-15 10:19:55
固体状态方程基本的热力学关系，比如G=H-TS等，都是成立的。
我说的P,指的是这里的P，系统自身的压力。
而不是外界的附加压力。...

还是含混。什么叫“系统自身的压力”，怎么定义的？固体应该是有应力的啊，你的“系统自身的压力”和应力什么关系？气体的压力是定义的很清楚的。要是定义都不清晰，怎么往下做呢？
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8楼2013-08-15 11:33:05
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黄石道人

新虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by pippi6 at 2013-08-15 11:33:05
还是含混。什么叫“系统自身的压力”，怎么定义的？固体应该是有应力的啊，你的“系统自身的压力”和应力什么关系？气体的压力是定义的很清楚的。要是定义都不清晰，怎么往下做呢？...

温度T=0K，晶格不膨胀的条件下，认为p=0。
固体的应力？是否可以理解由于固体由于温度引起？
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9楼2013-08-16 10:07:04
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