- 热力学五大定律
热力学五大定律包括:
1. 热力学第一定律,也称能量守恒定律,即热力系内物质的能量在形态变化时,能与外界交换但不会消失。
2. 热力学第二定律,也可以表述为不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响;或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
3. 热力学第三定律,对纯物质理想气体而言,其化学位仅由温度决定,其内能仅由温度及体积决定。
此外,热力学第四定律是人们为了适应宏观能量自发的从低序向高序转化的客观实际而总结出来的热力学三大定律的补充。它反映了宏观热现象中许多与时间、过程有关的客观规律。
以上就是热力学五大定律的主要内容,希望对您有所帮助。另外,热力学第五定律尚待探索和研究。
相关例题:
题目:一个封闭的容器内有1升空气,温度为27摄氏度。现在对容器进行加热,使温度升高到107摄氏度。在这个过程中,容器内的空气体积膨胀了5升。求容器内的空气在这个过程中对外界做的功。
解答:
首先,我们需要知道热力学第一定律的表达式:
dU = dQ + dW
其中,dU表示微小的内能变化,dQ表示微小的热交换量,dW表示微小的机械功变化。
在这个问题中,已知初始温度和体积,以及最终温度和新的体积膨胀量,我们可以求出在这个过程中空气的内能变化。由于空气是理想气体,所以它的内能只取决于温度。因此,我们可以使用理想气体方程来计算这个内能变化:
PV = RT
其中P是压力,V是体积,R是气体常数,T是温度。
初始状态下,空气的体积为1升,温度为27摄氏度(即293 K),压力为大气压强。根据这些信息,我们可以求出初始状态下的空气内能。
加热后,空气的温度从27摄氏度上升到107摄氏度(即307 K),体积膨胀了5升。这些信息可以用来求出加热后空气的内能变化。
dW = PdV
其中P是压力,V是体积。在这个问题中,压力始终为大气压强,所以dW = 5大气压强。
将以上所有信息代入热力学第一定律的表达式中,我们得到:
ΔU = ΔQ + 5大气压强
由于我们不知道ΔQ的值,所以我们无法直接求解ΔU。但是我们知道ΔU和ΔQ之间的关系:ΔU = U末态 - U初始态。由于我们已知初始状态和末态的内能(分别为初始内能加上内能变化和),所以我们可以通过这个关系来求解ΔQ。
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