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第一定律量的计算 II
2.9
回顾热力学第一定律,该定律描述了内能变化、热传递量 q 以及做功量 w 之间的关系。
对于理想气体,内能 U 和焓 H 均仅取决于温度。因此,任何温度的变化都会导致 U 和 H 的变化。
由于 U 和 H 是状态函数,它们的变化仅取决于初始状态和最终状态。
为了计算 U 的变化,我们对恒定体积下的热容在温度范围内进行积分。同样,任何 H 的变化均可通过在相同温度范围内对恒定压力下的热容进行积分得到。
然而, q 和 w 是路径函数,其数值取决于初态与终态之间所经历的具体路径。
对于可逆过程,我们通过计算 p 对 V 的负积分来求得功 w。对于理想气体,将 p 替换为 nRT 除以 V,然后计算该积分。一旦确定了 w,便可根据热力学第一定律计算热量传递 q。
热力学第一定律指出,系统内能的变化由 ΔU = q + w 给出,其中 q 为交换的热量,w 为系统所做的功。对于理想气体,其内能(U)和焓(H)仅取决于温度。因此,对于任何状态变化,无论是可逆还是不可逆过程,内能的变化均可通过在相关温度范围内对定容热容积分来确定,而焓的变化则通过对定压热容积分来确…