作者jg065 (相信"相信的力量")
看板Chemistry
標題Re: [問題]熱力學不可逆功
時間Wed Aug 5 06:48:47 2015
※ 引述《cvsh (hogan)》之銘言：
: 今天有一個題目,有給初末狀態,和路徑.題目第一題假設reversible,算出的ΔU=998J,
: Q=0,W=-998J。然後第二題它問,假設初末狀態不變,此次程序進行irreversible,修正值
: 為0.8,請問你,Q,W為何.
: 正確作法是:因為外界對系統做功,故不可逆功為-998/0.8=-1248,然後再帶入熱力學第一
: 定律,因為初末狀態不變,故ΔU=998J,然後算出Q=-250J.
: 我的問題點是,我如果從物理的角度看,因為有摩擦損失,然後外界還要讓系統得到998J,所
: 以外界要施加更多的功.然後因為修正值為0.8,故可得知外界對系統做功1248J(其中998J
: 被系統吸收,剩下的250J則是散失在外界),所以外界實際對系統做功998J,然後再用第一定
: 律算出Q(=0)
: 感覺我這樣算也沒錯,因為散失在外界的熱是摩擦損失,不是系統放的熱,而且系統也沒吸
: 熱。(Q的定義是系統放熱為負,吸熱為正)
: 可是這樣算就跟可逆的答案一樣了
: 請問我是哪邊觀念出錯了呢?
ΔU = Q1 + W1 = Q2 + W2
= 0 + 998 = Q2 + 1248
Q2 = -250 (J)
不可逆過程外界對系統作的功就是1248J
不是什麼實際作多少功
應該是要說外界作的功1248，其中有998變成系統的內能
250變成熱散失到環境
你覺得這個250不是系統放的熱
但摩擦不就是系統與外界的交互作用嗎？
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1F：推 cvsh: 請問一下，因為這是closed system,算的功是boundary work 08/05 10:47
2F：→ cvsh: 請問一下，因為這是closed system,算的功是boundary work所 08/05 10:48
3F：→ cvsh: 以這邊的摩擦是外界與系統交互作用，還是與邊界呢 08/05 10:48
我懂你的意思了，我的式子並沒有考慮到摩擦的耗損
事實上，250的放熱並不是由摩擦耗損的
你可以想一下，理想氣體，絕熱可逆過程，由低壓到高壓
因為絕熱，所以外力所做的功就是內能的變化
那如果改成絕熱不可逆的，直接以外力高壓壓理想氣體
當系統到高壓時，溫度是會比可逆時還高的
為了回到和可逆過程最終狀態一樣的溫度
系統必須放更多熱給外界
250的放熱是這麼來的
如果有摩擦的耗損，應該是系統受到的功變少
所以題目中的「不可逆功」應該是指已經扣掉摩擦耗損後剩下的功
因此系統是全部接受的，多的就變熱放出去
※ 編輯: jg065 (114.24.59.239), 08/06/2015 00:33:21
4F：推 cvsh: 我今天晚上有思考你一開始說的摩擦損失,發現你說的沒錯 08/06 01:20
5F：→ cvsh: 因為功可以穿越邊界,系統和邊界交互作用就是與外界作用~~ 08/06 01:21
6F：→ cvsh: 我覺得你以快速過程看待不可逆的想法也很好,我原先都沒這樣~ 08/06 01:24
7F：→ cvsh: 感謝大大的回答~p.s.可逆恆溫ideal gas 內能變化應該為0 XD 08/06 01:25
8F：→ jg065: 嗯，所以系統會放熱出來 08/06 16:24
9F：→ jg065: 和你原本的題目，不相同了 @@ 08/06 16:25
※ 編輯: jg065 (114.36.25.5), 08/09/2015 22:07:53
10F：→ jg065: 我改成絕熱的了 08/09 22:08