可逆过程和可逆过程体积功的计算市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

1文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。系统内部及系统与环境间在一系列无限靠近平衡条件系统内部及系统与环境间在一系列无限靠近平衡条件下进行过程称为可逆过程。下进行过程称为可逆过程。状态状态1状状态态2状态状态1 状状态态2自然界发生任何改变都是不可逆过程。自然界发生任何改变都是不可逆过程。对于不可逆过程，不论采取何种办法使系统恢复原状对于不可逆过程，不论采取何种办法使系统恢复原状时，都不可能使环境也恢复原状时，都不可能使环境也恢复原状.系统复原系统复原,环境复原环境复原系统复原系统复原,环境不可能复原环境不可能复原第第1页页2文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。对可逆过程对可逆过程：2 可逆过程体积功计算公式可逆过程体积功计算公式第第2页页3文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3 理想气体恒温可逆过程理想气体恒温可逆过程第第3页页4文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例例18:始态始态 T1=300 K，p1=150 kPa 2 mol某理某理想气体，经过下述三种不一样路径恒温膨胀到一想气体，经过下述三种不一样路径恒温膨胀到一样末态，样末态，p2=50 kPa。求各路径体积功。求各路径体积功。b.先反抗先反抗100 kPa 恒外压膨胀到平衡，再恒外压膨胀到平衡，再a.反抗反抗 50kPa 恒外压一次膨胀到末态。恒外压一次膨胀到末态。c.恒温可逆膨胀到末态恒温可逆膨胀到末态反抗反抗50kPa 恒外压膨胀到末态。恒外压膨胀到末态。第第4页页5文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。解解:a.反抗反抗 50kPa 恒外压一次膨胀到末态。恒外压一次膨胀到末态。c.恒温可逆膨胀到末态恒温可逆膨胀到末态b.先反抗先反抗100 kPa 恒外压膨胀到中间平衡态，再反抗恒外压膨胀到中间平衡态，再反抗 50kPa 恒外压膨胀到末态。恒外压膨胀到末态。W=W1+W2=-4.158 kJ =-3.326 kJ=-p外外(V2 V1)始末态相同，路径不一样，功不一样始末态相同，路径不一样，功不一样第第5页页6文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。路径路径a、b、c所做功在所做功在 p-V 图中表示图中表示一次反抗恒外压一次反抗恒外压膨胀膨胀过程过程W p外外 Vp终终(V终终V始始)p p始始 p终终V始始 V终终 V定定T p p始始 p终终二次反抗恒外压二次反抗恒外压膨胀膨胀过程过程 W (W1+W2)2V始始 V终终 V定定T1第第6页页7文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。W-(W 1 W 2 W 3)(p2 V1p3 V2p终终 V3)p p始始 V始始 V终终 V定定T123W -(W 1 W 2 W 3+.)p su p始始 V始始 V终终 V定定T2系统对环境做功系统对环境做功,可逆过程做最大功可逆过程做最大功(-W)第第7页页8文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。p1p1 V1T p2p2 V2T 一粒粒取走砂粒一粒粒取走砂粒-dp恒温可逆膨胀路径所做功在恒温可逆膨胀路径所做功在 p-V 图中表示图中表示第第8页页9文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。恒温压缩过程环境所做功在恒温压缩过程环境所做功在 p-V 图中表示图中表示环境对系统做功环境对系统做功,可逆过程做最小功可逆过程做最小功(W)W W 1 W 2 W 3+.p p2 p1 V2 V1 V定定T2 p p2 p1恒外压压缩过程恒外压压缩过程 W W1+W22V2 V1 V定定T1 p p2 p1恒外压压缩过程恒外压压缩过程W p外外 V p终终(V终终V始始)V2 V1 V定定TW W 1 W 2 W 3 p p2 p1 V2 V1 V定定T123第第9页页10文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。总结，可逆过程特点：总结，可逆过程特点：(1)推进力无限小，推进力无限小，系统内部及系统和环境间系统内部及系统和环境间都无限靠近平衡，都无限靠近平衡，进行得无限慢，进行得无限慢，(2)过程结束后，系统若沿原路径逆向进行恢复到始态，则环境过程结束后，系统若沿原路径逆向进行恢复到始态，则环境也同时复原。也同时复原。(3)可逆过程系统对环境做最大功可逆过程系统对环境做最大功,环境对系统做最小功。环境对系统做最小功。第第10页页11文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4.理想气体绝热可逆过程理想气体绝热可逆过程绝热可逆过程绝热可逆过程 Qr=0：CV,m为定值，与温度无关：为定值，与温度无关：第第11页页12文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。理想气体理想气体绝热可逆过程绝热可逆过程过程方程过程方程第第12页页13文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。绝热可逆过程体积功计算绝热可逆过程体积功计算方法二方法二:方法一：方法一：由绝热可逆过程方程求出终态温度由绝热可逆过程方程求出终态温度T2，再求体积功，再求体积功.第第13页页14文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例例19：某双原子理想气体某双原子理想气体1mol从始态从始态350K，200kPa经过以下四个不一样过程到达各自平衡态，经过以下四个不一样过程到达各自平衡态，求各过程求各过程Q，W，U及及 H。(1)恒温可逆膨胀到恒温可逆膨胀到50kPa (2)恒温反抗恒温反抗50kPa恒外压膨胀至平衡恒外压膨胀至平衡 (3)绝热可逆膨胀到绝热可逆膨胀到50kPa (4)绝热反抗绝热反抗50kPa恒外压膨胀至平衡。恒外压膨胀至平衡。第第14页页15文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。n=1mol pg,T1=350K p1=200 kPa n=1mol pg,T2=350K p2 =50 kPadT=0,可逆可逆(1)dT=0,可逆可逆 是理想气体是理想气体 第第15页页16文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(2)恒温反抗恒温反抗50kPa恒外压膨胀至平衡恒外压膨胀至平衡 =-2.183 kJ n=1mol pg,T1=350K p1=200 kPa n=1mol pg,T2=350K p2 =50 kPadT=0,p外外=50kPa 是理想气体是理想气体 第第16页页17文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(3)绝热可逆膨胀到绝热可逆膨胀到50kPan=1mol pg,T1=350K p1=200 kPa n=1mol pg,T2=?p2 =50 kPaQ=0,可逆可逆 Q=0第第17页页18文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。(4)绝热反抗绝热反抗50kPa恒外压膨胀至平衡恒外压膨胀至平衡n=1mol pg,T1=350K p1=200 kPa n=1mol pg,T2=?p2 =50 kPaQ=0,不可逆不可逆 Q=0 U=W第第18页页19文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。有系统以下列图有系统以下列图单原子单原子pg,A pA1=150kPaTA1=300KVA1=10m3双原子双原子pg,BpB1=300kPaTB1=400KVB1=5.0m3已知容器及隔板绝热良好，抽去隔板后已知容器及隔板绝热良好，抽去隔板后A、B混合混合到达平衡，试求：混合过程到达平衡，试求：混合过程例例20(混合过程混合过程)：第第19页页20文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。单原子单原子pg,ApA1=150kPaTA1=300KVA1=10m3双原子双原子pg,BpB1=300kPaTB1=400KVB1=5.0m3单原子单原子pg,A+双原子双原子pg,B pT2V=15m3Q=0,dV=0*第第20页页21文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。例例16：求：求1000K下，以下反应下，以下反应已知已知298.15K，以下热力学数据：，以下热力学数据：-74.81 -285.83 -393.51 0 35.31 33.58 37.10 28.82 /kJmol-1 /Jmol-1K-1 已知已知298.15K时，水摩尔蒸发焓为时，水摩尔蒸发焓为44.01kJmol-1若在温度区间若在温度区间 T1 到到T2 范围内，反应物或产物有相改变范围内，反应物或产物有相改变CH4(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)CH4(g)H2O(l)CO2(g)H2(g)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)第第21页页22文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。T1=1000K设计过程设计过程T2=298.15KT2=298.15K第第22页页23文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。恒容过程恒容过程(dV=0)恒压过程恒压过程(dp=0)恒温可逆过程恒温可逆过程(dT=0,可逆可逆)自由膨胀过程自由膨胀过程 (p环环=0)绝热可逆过程绝热可逆过程(Qr=0)常见常见pg单纯单纯pVT改变过程：改变过程：恒温不可逆过程恒温不可逆过程(dT=0)绝热不可逆过程绝热不可逆过程(Q=0)Q W U H=0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 =0 恒温自由膨胀过程恒温自由膨胀过程 (p环环=0)=0 =0 =0 =0 第第23页页24文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。对一定量理想气体，以下过程能否进行？对一定量理想气体，以下过程能否进行？吸热而温度不变吸热而温度不变恒压下绝热膨胀恒压下绝热膨胀恒温下对外做功，同时放热恒温下对外做功，同时放热体积不变且绝热，使温度上升体积不变且绝热，使温度上升吸热体积缩小吸热体积缩小恒温下绝热膨胀恒温下绝热膨胀恒压下绝热压缩恒压下绝热压缩恒温下绝热自由膨胀恒温下绝热自由膨胀（）（）（）（）（）（）（）（）第第24页页