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為一人擇一城新蟲 (小有名氣)
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[求助]
關(guān)于真空膨脹的問題 已有1人參與
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理想氣體向真空膨脹，當(dāng)一部分氣體進(jìn)入真空容器，余下的氣體繼續(xù)膨脹時(shí)所做的體積功是＞0/＜0/＝0？答案是等于0，為什么不是小于0膨脹一部分氣體后真空容器沒已經(jīng)有氣體了，不是應(yīng)該有壓強(qiáng)嗎？ @我想更懂你29 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
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mbchen
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【答案】應(yīng)助回帖
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
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（1）因?yàn)楣Σ皇菭顟B(tài)函數(shù)，即功的微小變化不是恰當(dāng)微分，所以體系對外做的功一定是與路徑有關(guān)的，即不同的路徑，功也不同。 （2）因此，理想氣體向真空膨脹過程，氣體（體系）對外做的功一定是與始態(tài)到終態(tài)的路徑有關(guān)的。也就是，一定要先告知路徑（即具體如何膨脹的）然后才能求算該具體路徑中，體系對外做的功。 （3）在同樣始態(tài)和終態(tài)的條件下，這樣的路徑有無數(shù)條。你在題目中努力設(shè)想的膨脹方式其實(shí)就是其中一條。 （4）可是，不是所有的路徑都能用簡單方法求出功來的。于是，通常是設(shè)想幾條便于計(jì)算的路徑，然后求這些具體過程中的功。 于是有“真空膨脹”（即設(shè)想有個(gè)極輕的活塞，不讓部分氣體先膨脹到真空中去，保持真空部分整體改變體積），也就是“一步真空膨脹”的路徑。 也可以設(shè)計(jì)另一條路徑，即“兩步真空膨脹”；或“多步真空膨脹”。 無論如何，不能像你設(shè)想的那樣覺得“非常真實(shí)的”膨脹路徑，盡管你可以那樣設(shè)計(jì)，沒有任何理由說你錯(cuò)，但是給以后功的計(jì)算帶來極大麻煩。所以，通常不像你這么想。 反正，人們最關(guān)心于是也就最重要的是去證明：體系在可逆（即準(zhǔn)靜態(tài)的）真空膨脹過程中對外做的功一定大于在不可逆真空膨脹過程中對外做的功。的確，人們成功地證明了。 |
2樓2019-07-21 09:13:29
mbchen
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3樓2019-07-21 09:31:26
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