作者evanesce ()
看板NTUphy97
标题装认真一下好了
时间Fri Dec 5 18:32:58 2008
关於今天的大招物理啊...
想跟大家讨论一下
有兴趣(?)的同学可以看看
想看结论的同学可以直接按end
误入者...请按 X + 3 囧
教授的问题是:
「在定体积过程中,
气体并未做功,
那麽为什麽 △E = (3/2)nR△T = (3/2)V△P
可是 △H = (5/2)nR△T = (5/2)V△P ?」
简单地说就是多了一倍的V△P跑到哪里去了呢?
为了简化问题,
我们采用一个密闭式系统,
会比开放式系统好讨论。
我们的系统定义为,在一个密闭的容器之中,存在一定量的理想气体。
假设我们持续对此气体加热,
使其动能增加,
则因为气体是理想的单原子气体,
所以其动能的增加量就是 (3/2)V△P。
然而因为其压力增加,
容器内壁会受到挤压,
我们不把容器视为刚体,而是有弹力常数的物质。
容器壁受到挤压,因而有较大的形变(当然还是看不出来的),
(体积的变化很小视为不变)
而提供较大的压力使气体的体积维持不变。
这时候这一倍的 V△P 就以弹力位能的方式,储存在容器壁当中。
而弹力位能的来源是电力位能,因为容器壁的分子们受到挤压,
而彼此以电力互相推挤,提供较大的向内压力。
因此,
如果我们说,
△E = (3/2)nR△T = (3/2)V△P
我们的意思是指,气体本身获得 (3/2)V△P 的内能(动能)
而当我们说,
△H = (5/2)nR△T = (5/2)V△P
我们的意思是指,气体及容器壁获得 (5/2)V△P 的内能(动能+位能)
在化学的反应当中,
参与反应的都是「整个系统」而不是「物质本身」,
这也就是为什麽当我们在计算反应热的时候,
都是计算 △H ,从未用 △E来算过。
强者我同学的意见:(我绝对没有说他是陈鸣翰唷^_<)
文字叙述也许是对的...
可是功能原理里 功是 F△s 没有位移难以说明是位能的样子...
热力学上说的是
在等压过程中 系统吸收的热量就等於是焓的变化量
相变时较常使用 相变过程多是等压过程
我们多半会建议从 焓是一个状态函数
所以焓的变化量写成 △H = △E + P△V + V△P
然後 因为理想气体除了动能 没有位能
能量要丢给容器是必然的
只是位能为什麽可以写成V△P还是很玄的...
所以乡亲啊 结论出来了
那多了一倍的V△P也许是位能 (谜之音:应该不是什麽奇怪的热)
至於是什麽位能以及为什麽是位能则不明>"< (姑且称之为灵异现象)
或许专业的五楼会给我们解答~
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◆ From: 118.168.84.246
※ 编辑: evanesce 来自: 118.168.84.246 (12/05 18:35)
1F:推 askkt2371:推一个 认真的看完了 不过解释热能的那边还是不太懂... 12/05 19:14
2F:推 Ray831:好像有懂一点 谢谢丁丁:D 12/05 19:37
3F:推 ichihei:虽然还是没有全懂(灵异现象XD),还是要推一个=) 12/05 19:42
4F:推 sineric:为了纪念伟大的大钊Pf 不如......叫"大钊位能"好了 12/05 20:30
5F:→ sineric:继重力位能/电力位能/弹性位能後...物理界另一重大发现XD 12/05 20:31
6F:推 daphinegirl:好像有点懂了~大感谢=) 12/05 21:24
7F:推 zaqian:似乎懂多了~ 感谢丁丁同学~~~~~~~~ 12/05 22:51
8F:推 Mosin:焓的变化量△H = △E + △(PV) 我比较喜欢这个XD 12/05 22:56
9F:推 Mosin:功是 F△s 没有位移难以说明是位能的话,假设位移极小如何? 12/05 23:03
10F:→ evanesce:楼上...就是要给出式子的物理意义啊~ 12/06 01:24
11F:→ evanesce:严格说起来定体积过程绝对没有△s 只是一种的想像方式~ 12/06 01:25
12F:推 theonedelete:感谢感谢!! 12/06 11:43
13F:→ Mosin:嗯,我是想像容器的分子所做的△s 12/06 14:02
14F:→ Mosin:感觉有点像在吹吹不大的汽球@@ 12/06 14:03
15F:推 askkt2371:想法跟楼上一样 12/06 22:19