作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] free expansion
时间Tue Apr 13 13:43:16 2010
ΔS 只跟系统初末态有关,跟变化过程走什麽路径,可逆不可逆无关
但是 dS = dQ/T 只在可逆的路径上成立
这是完全不同的二回事
我想也许那个版友写的不是很清楚正确,或是你有点误解了
1F:→ Beachboy:多谢....这样我好像有掌握到要领了。你说的沿着可逆路劲 04/12 09:39
2F:→ Beachboy:是不是常课本上可以看到把任意循环切成很多小条的小卡诺04/12 09:40
3F:→ Beachboy:循环的那个小小的路径?04/12 09:40
这个地方B大可能有点误会
当你在P-V 或是 S-T图上画出一条曲线时
就已经假设这个变化的过程是在准静状态(可逆)下进行的
P-V图上的每一个「点」,就代表系统的一个平衡状态
因为只有在系统处於平衡状态时,系统的每一处的压力、温度都相同
这时才可以用一个P和一个V来描述整个系统的状态
如果是自由膨胀,由於膨胀过程中系统是不均匀的
因此你只知道系统从(P1,V1) 变成 (P2,V2)
中间过程没有办法定义明确的P和V,因此在图上是画不出来的。
对於一个不可逆过程,自然也不可能去计算 ∫dQ/T
因为过程中每一瞬间的T都是不明确,没有定义的
(就算算出来也什麽都不是)。
但是我们还是可以在P-V图上,由(P1,V1)出发画一条任意的(可逆)路径连到(P2,V2)
(例如一个等压过程加上一个定容过程)
这条线上任一点的T和dQ都可以由状态方程式和气体的比热来决定
沿着这条线计算的 ∫dQ/T 只会跟 (P1,V1),(P2,V2)这两点有关
跟我们取的路径无关,这个值就定义为这二点之间的 △S。
因此△S 是针对 (P1,V1), (P2,V2) 这两个点定义出来的,而不是针对任何一个
特定过程定义的。
※ 引述《xwan227770 (似乎没事的人)》之铭言:
: ※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之铭言:
: : 是不是不能使用dQ/T来计算自由膨胀的entropy变化?
: : ds = dQ/T = 0
: : → deltaS = 0
: : 这明显是错的。
: : 但为什麽不能用ds = dQ/T来算呢?
: : 我曾经以为是因为 ds = dQ/T 适用在可逆过程。
: : 自由膨胀不可逆,所以不能用该式算。
: : 但之前又有版友说,ds = dQ/T只是一个定义,无关乎可逆不可逆。
: : 应该是怎样呢?
: 那个版友说的是对的
: S是状态方程式
: 跟系统的演化可逆不可逆是无关的
: 所以
: 你要用ds=dQ/T来算时
: 要注意,书上是说,S的变化量就是对上面的这条式子延着一条"可逆的路径"积分
: 如果你沿着不可逆的路径积分,你算出来的东西什麽都不是!
: 那你一定会疑惑
: 这样从v1->v2自由膨胀的S变化量是不是跟可逆的等温膨胀从v1->v2膨胀一样
: 答案是肯定的
: 但是
: 对整个孤立系统(系统+外界)而言
: 等温膨胀的热会支付给外界,因此外界的S的变化量会抵销掉等温膨胀的S变化量
: 但是自由膨胀是绝热的,所以外界不会收到任何热量,外界的S变化量就是零
: 因此,你把这两个状况的系统的S变化量跟外界的变化量加起来
: 你就会发现,等温膨胀的S的总变化量是零
: 自由膨胀的S总变化量=系统的总变化量
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◆ From: 140.112.213.158
※ 编辑: mantour 来自: 140.112.213.158 (04/13 13:43)
※ 编辑: mantour 来自: 140.112.213.158 (04/13 13:43)
※ 编辑: mantour 来自: 140.112.213.158 (04/13 14:03)
※ 编辑: mantour 来自: 140.112.213.158 (04/13 14:08)
※ 编辑: mantour 来自: 140.112.213.158 (04/13 14:12)
4F:推 hanabiz:请问一下m大 04/13 14:25
5F:→ hanabiz:∫dQ/T 只有在准静过程才能算出来 04/13 14:26
6F:→ hanabiz:但是因为 ΔS 只跟系统初末态有关 04/13 14:27
7F:→ hanabiz:所以对於不可逆过程 我们可以帮它画一条曲线连结初始和 04/13 14:28
8F:→ hanabiz:最末状态 04/13 14:29
9F:→ hanabiz:这样就能算ΔS了 04/13 14:29
10F:→ hanabiz:请问我的观念正确吗? 谢谢 04/13 14:30
11F:→ mantour:准静过程算出的∫dQ/T 定义为初末态的ΔS 04/13 15:03
12F:→ mantour:对不可逆过程我不敢说∫dQ/T 一定不能算,但是就算算出来 04/13 15:04
13F:→ mantour:也什麽者不是, 你说的其他都对 04/13 15:04
14F:→ mantour: 都 04/13 15:04
15F:推 nightkid:那条曲线画不画得出来值得商确... 04/13 16:12
16F:→ mantour:请问楼上是说哪条曲线? 04/13 17:40
17F:→ mantour:任二点一定可以用一条可逆过程连结,为何有画不出来的问题 04/13 17:45
18F:→ mantour:(至少对气体是这样,其他我不敢说) 04/13 17:47
19F:推 nightkid:因为他是状态方程式 我们只知道初末两点 并不晓得中间 04/13 18:28
20F:→ nightkid:过程 因此曲线画不画得出来有待商确 04/13 18:29
21F:→ mantour:我没有说要画出中间过程呀 04/13 18:44
22F:→ mantour:不可逆过程的中间过程本来就画不出来 04/13 18:44
23F:→ mantour:而是任意假设一个可逆过程去算delta S 04/13 18:44
24F:推 xwan227770:你说的是对的 我就是要表达这个 04/17 01:40
25F:→ xwan227770:要计算商的变化量必须要选可逆路径去计算 04/17 01:41