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理想气体绝热可逆过程体积功计算解析作者：贺晓凌来源：《新一代》2018年第18期摘要：物理化学课程中，理想气体绝热可逆过程体积功计算是学习的难点，结合热力学第二定律，对该知识点进行深入解析。
关键词：物理化学;理想气体;绝热可逆体积功物理化学课程在高等院校化学化工类专业是非常重要的基础课，某些知识点较难理解和掌握，在热力学部分理想气体绝热可逆过程体积功的计算，为一较难理解知识点，其间细节问题需要厘清，本文对该知识点进行深入解析。
一、基本思路可逆过程为系统与环境间在无限接近平衡时所进行的过程，该过程能使系统和环境都恢复到原来的状态而不留下任何永久性的变化。
对于可逆过程体积功的计算，应该从体积功的定义式出发。
由于可逆过程为系统与环境间在无限接近平衡时所进行的过程，也就是内外压力相差无穷小的过程，这样就可以认为内压和外压近似相等。
如果计算理想气体的绝热可逆过程体积功，可将理想气体状态方程与体积功定义式结合，得到式（1），然后对其进行积分运算即可。
？啄WR=-■dV ; （1）但式（1）中存在2个变量T和V，需要找到二者的关系才能进行积分运算。
二、推导过程由热力学第一定律可知，绝热可逆过程δWR=dU。
若系统为理想气体，则nCv，mdT=-（nRT/V）dV，所以■dT=-■dV若Cv，m为常数，进行积分得■=（■）（1-■）再结合理想气体状态方程，从而得到3个理想气体绝热可逆过程方程：其中γ=CP，m/CV，m，称为绝热指数。
从理想气体绝热可逆过程方程可获得p、V、T 之间的关系，从而能进行式（1）的积分运算，因此理想气体绝热可逆过程体积功的计算公式为：WR=-■ （5）三、深入解析关于式（5），必须满足理想气体绝热可逆过程的条件，如果不是可逆过程，不能用式（5）进行体积功的计算。
但应用式（5）计算理想气体绝热可逆过程体积功比较繁琐，更简便方法如下：根据热力学第一定律，因为是绝热过程，则W=△U=nCv，m（T2-T1） ; （Cv，m为常数） ;（6）式（6）不仅局限于计算理想气体绝热可逆过程体积功，对于理想气体绝热非可逆过程体积功的计算也适用，因为在推导过程中并没有可逆因素的限制，只要满足理想气体绝热即可。
热力学知识：热力学中可逆过程和不可逆过程热力学是研究热能转化和传递的科学，涉及到能量、功和热量等概念，其中可逆过程和不可逆过程是热力学中重要的两个概念。
在本文中，我们将通过介绍可逆过程和不可逆过程的定义、特点、应用和实例来深入探讨这两个概念。
一、可逆过程可逆过程是指在系统与外界之间进行的能量交换过程中，系统状态可以在任何时候被逆转回来的过程。
具有可逆性是指过程从始至终都在平衡状态下进行，系统对外界和自身的影响不发生永久性、不可逆的变化，也就是说，该过程能够在任意时刻短暂地停止而不影响系统的状态。
可逆过程是一种理想状态，能够充分利用能量，并在最少的热损失下完成能量的转化和传递。
可逆过程的特点如下：1.系统与外界之间完成的能量交换是无限缓慢的，即没有热流或温度梯度的存在。
2.在过程中，系统和外界的量变是绝对平衡的，所以系统处于不变的平衡状态。
3.在可逆过程中，能量转化的总量是不变的，即热能和功相等。
4.可逆过程一般需要调整系统的状态和参数，例如：调节压力、温度、湿度等，以使得系统保持平衡。
可逆过程在工程和科学领域中有广泛的应用。
例如，在汽车引擎中，汽油和空气的混合物燃烧会驱动汽车向前移动，而可逆过程是将这种能量转化过程从内燃机转移到其他设备中，以提高汽车的效率。
在制冷和空调系统中，空气被通过可逆过程的方式制冷，这样系统就可以逆转制冷过程，将热能从室内返还至室外。
可逆过程还被应用于有机化学反应和生产中。
二、不可逆过程不可逆过程是指系统通过与外界交换能量而发生的永久性、不可逆的变化过程，这是一种不完全的过程，它不符合可逆过程的各项条件和特点。
在不可逆过程中，系统无法实现将能量转化为其他形式的最大潜力，也就是说，在能量转化的过程中，总会存在一定程度的能量损耗。
不可逆过程是工程和科学中不可避免的现象，无论是机械运动还是化学反应，都会存在不可逆性。
不可逆过程的特点如下：1.过程中存在着熵的增加，即热能转化为其他形式的能量会破坏系统的有序性，使其更趋于随机性。
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？ 不一定，稳定流动系统内质量也保持恒定。
2．有人认为开口系统内系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。
对不对，为什么？不对，绝热系的绝热是指热能单独通过系统边界进行传递（传热量），随物质进出的热能（准确地说是热力学能）不在其中。
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系？平衡状态一定是稳定状态，稳定状态则不一定是平衡状态。
4．倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？绝对压力计算公式p =p b +p g (p > p b ), p = p b -p v (p < p b )中，当地大气压是否必定是环境大气压？当地大气压p b 改变，压力表读数就会改变。
当地大气压p b 不一定是环境大气压。
5．温度计测温的基本原理是什么？ 6．经验温标的缺点是什么？为什么？不同测温物质的测温结果有较大的误差，因为测温结果依赖于测温物质的性质。
7．促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
有势差（温度差、压力差、浓度差、电位差等等）存在。
8．分别以图1-20所示的参加公路自行车赛的运动员、运动手枪中的压缩空气、杯子里的热水和正在运行的电视机为研究对象，说明这些是什么系统。
参加公路自行车赛的运动员是开口系统、运动手枪中的压缩空气是闭口绝热系统、杯子里的热水是开口系统（闭口系统——忽略蒸发时）、正在运行的电视机是闭口系统。
9．家用电热水器是利用电加热水的家用设备，通常其表面散热可忽略。
取正在使用的家用电热水器为控制体（但不包括电加热器），这是什么系统？把电加热器包括在研究对象内，这是什么系统？什么情况下能构成孤立系统？不包括电加热器为开口（不绝热）系统（a 图）。
包括电加热器则为开口绝热系统（b 图）。
将能量传递和质量传递（冷水源、热水汇、热源、电源等）全部包括在内，构成孤立系统。
可逆反应热化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述可逆反应热化学方程式是指在一定条件下可以发生正反应并达到平衡的化学反应。
在这种反应中，系统的热能相互转化，而系统的温度维持不变。
可逆反应的热化学方程式是描述这种反应过程的关键工具，它可以揭示反应过程中热能的变化和平衡状态的达成。
本文将深入探讨可逆反应热化学方程式的原理、影响因素以及实际应用和意义。
通过对可逆反应热深入了解，可以帮助我们更好地理解化学反应的热性质，为相关领域的研究和应用提供支持和指导。
1.2 文章结构文章结构部分：本文将从可逆反应热化学方程式的概念和意义出发，探讨可逆反应热的影响因素及其在实际应用中的作用。
首先介绍可逆反应热化学方程式的定义和基本特点，然后分析可逆反应热的影响因素，包括温度、压力等因素对可逆反应热的影响。
接着，重点阐述可逆反应热在工业生产、能源利用以及环境保护等方面的实际应用和意义。
最后，总结可逆反应热在化学领域中的重要性，并展望未来的研究方向，以期为相关领域的学者和工程师提供新的思路和方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨可逆反应热化学方程式的相关知识，包括可逆反应热的概念、影响因素以及实际应用和意义。
通过对可逆反应热的深入了解，我们可以更好地理解化学反应热力学过程，并探讨其在现实生活和工业生产中的重要性和实际应用。
同时，通过本文的撰写，也可以对未来的研究方向提供一定的指导和展望，促进相关领域的学术研究和应用发展。
希望通过本文的阐述，读者能够对可逆反应热有一个全面、准确的了解，为相关领域的学习和实践提供理论参考和指导。
2.正文2.1 可逆反应热化学方程式可逆反应热化学方程式是描述化学反应在吸热或放热过程中所释放或吸收的热量变化的数学表达式。
在化学反应中，化学物质之间的相互作用会导致能量的转化，而可逆反应热化学方程式则是用来描述这种能量转化过程的一种重要工具。
可逆反应热化学方程式通常以以下形式表示：A + B C + D + Q，其中A和B表示反应物，C和D表示生成物，而Q表示反应过程中吸收或释放的热量。
可逆过程中膨胀功,技术功的计算公式
摘要：
1.可逆过程中的膨胀功和技术功的定义
2.膨胀功和技术功的计算公式
3.应用举例
正文：
在热力学中，可逆过程是指系统在一定条件下可以正向和逆向进行的过程。
膨胀功和技术功是热力学中两种重要的功。
膨胀功是指在可逆过程中，系统由于体积膨胀而对外做的功。
膨胀功的计算公式为：W_exp = -p_ext * dV，其中W_exp 表示膨胀功，p_ext 表示系统外部的压力，dV 表示系统体积的变化。
技术功是指在可逆过程中，系统从高温热源吸收的热量减去向低温热源释放的热量。
技术功的计算公式为：W_tech = Q_H - Q_L，其中W_tech 表示技术功，Q_H 表示从高温热源吸收的热量，Q_L 表示向低温热源释放的热量。
举个例子，假设我们有一个理想气体在恒定压力下膨胀，那么这个过程中，膨胀功就可以通过公式W_exp = -p_ext * dV 来计算。
同时，如果这个气体在膨胀的过程中从高温热源吸收了热量，并向低温热源释放了热量，那么技术功就可以通过公式W_tech = Q_H - Q_L 来计算。
可逆过程与可逆功1.可逆过程：可逆过程是指在热力学系统中，系统与环境之间的能量交换过程，不发生任何能量的损失。
在可逆过程中，系统经历的每个微小改变都处于平衡状态，并沿着最佳的路径进行。
这意味着可逆过程可以在任何时候逆转，并且系统和环境之间的差异可以完全恢复。
可逆过程具有以下特征：(1)系统与环境之间是孤立的，没有任何能量或物质的交换。
(2)系统经历的每个微小改变都是可逆的，没有发生任何能量损失。
(3)系统始终处于平衡状态，没有发生任何不可逆的过程。
一个经典的例子是理想气体的等温膨胀过程。
在这个过程中，气体的温度保持不变，且压力产生的功完全被系统吸收，没有能量的损失。
另一个例子是摩擦力为零的机械过程，如无摩擦的滑动。
2.可逆功：可逆功是指在可逆过程中系统对外界做的功。
可逆功是系统从环境获取能量的过程，可以将系统与环境之间的能量转换为有用的形式。
可逆功的大小取决于系统的初态和末态，并且可以通过以下公式计算：Wrev = -∫PdV其中，Wrev表示可逆功，P表示系统的压力，dV表示系统的体积变化。
可逆功具有以下特征：(1)在可逆过程中，系统对外界所做的功是最大的。
(2)可逆功是正的，因为系统在可逆过程中对外界做正功。
(3)可逆功可以完全转化为有用的能量形式。
然而，需要注意的是在实际过程中很难实现完全可逆的过程。
实际过程中通常会存在能量的损失，例如摩擦、散热等。
因此，实际过程中的功往往小于可逆功。
这说明可逆功是理论上的最大可能功。
总结：可逆过程是系统与环境之间没有任何能量损失的能量交换过程，每个微小改变都是可逆的，并且系统保持平衡。
可逆过程中系统对外界所做的功被称为可逆功，其大小取决于系统的初态和末态。
可逆功是可逆过程中系统从环境获取能量的过程，可以转化为有用的能量形式。
实际过程中的工作往往小于可逆功，因为实际过程中会发生能量损失。
