大家來(lái)討論一下“熵”的問(wèn)題
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我們知道“氣體絕熱自由膨脹”過(guò)程，系統(tǒng)內(nèi)熵是增加的。 而“氣體絕熱膨脹做功”過(guò)程，氣體內(nèi)部的熵怎么變化呢呢？目前我看到的書上答案都是“氣體絕熱膨脹做功”，氣體內(nèi)部的熵不變。原因是對(duì)外做功無(wú)熱傳導(dǎo)，所以熵不變。 首先我們要弄清楚：緩慢膨脹... 我們知道“氣體絕熱自由膨脹”過(guò)程，系統(tǒng)內(nèi)熵是增加的。 而“氣體絕熱膨脹做功”過(guò)程，氣體內(nèi)部的熵怎么變化呢呢？目前我看到的書上答案都是“氣體絕熱膨脹做功”，氣體內(nèi)部的熵不變。原因是對(duì)外做功無(wú)熱傳導(dǎo)，所以熵不變。 首先我們要弄清楚：緩慢膨脹和快速膨脹是不一樣的，氣體絕熱緩慢膨脹做功，可以看成是可逆過(guò)程；而氣體絕熱快速膨脹做功，是不可逆過(guò)程。 我們來(lái)研究“氣體絕熱快速膨脹做功”這個(gè)過(guò)程。如果我們把活塞、氣體、以及被做功物（比如發(fā)電機(jī)）看成一個(gè)系統(tǒng)整體。我們知道，孤立系統(tǒng)進(jìn)行不可逆過(guò)程，熵是增加的。那么問(wèn)題來(lái)了，這個(gè)過(guò)程中，受功者電動(dòng)機(jī)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。機(jī)械能和電能都是零熵的。所以受功者電動(dòng)機(jī)的熵是不變的。而系統(tǒng)整體的熵要增加。那么只有氣體內(nèi)的熵增加了。但是現(xiàn)在所有書上講“氣體絕熱快速膨脹做功”都說(shuō)氣體的熵不變。這不是矛盾了嗎？ 我們知道卡諾循環(huán)里面氣體絕熱膨脹壓縮是可逆過(guò)程。既然可逆，證明卡諾循環(huán)里面氣體絕熱膨脹壓縮都是緩慢進(jìn)行的。 而我們實(shí)際中的壓縮機(jī)是個(gè)典型的“氣體絕熱快速壓縮”的例子。但是不管是物理書還是制冷書上都說(shuō)壓縮機(jī)壓縮氣體時(shí)，氣體的熵是不變的。 這個(gè)怎么回事？ 哪位解釋一下 展開
全部評(píng)論(3條)
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- 今生有緣1972 2006-07-28 00:00:00
- “氣體絕熱快速膨脹做功”這個(gè)過(guò)程，不是可逆過(guò)程，不符合克勞修斯熵計(jì)算方法。 應(yīng)當(dāng)尋找兩個(gè)狀態(tài)間的可逆過(guò)程，進(jìn)行計(jì)算。
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- 朽夵i 2006-07-28 00:00:00
- 我書讀得不多，不能參與這么高深的討論，請(qǐng)樓主原諒.......
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- 鴛喚 2006-08-06 00:00:00
- 氣體絕熱快速膨脹做功”這個(gè)過(guò)程中，‘對(duì)外做功無(wú)熱傳導(dǎo)’無(wú)法實(shí)現(xiàn) 首先說(shuō)一下我對(duì)“氣體絕熱膨脹做功”的理解: 氣體與外界無(wú)熱傳導(dǎo);并且膨脹作功. 先回二樓的:"絕熱"本來(lái)就是一個(gè)理想化的模型，就不必考慮那么多啦. 再回樓主的:先可以考慮這個(gè)模型:氣體推動(dòng)活塞，活塞無(wú)摩擦(外界無(wú)熵增).無(wú)論膨脹快慢，活塞必定做往復(fù)運(yùn)動(dòng).整個(gè)過(guò)程可逆.氣體的熵是不變的. 再把電加上(搞一個(gè)簡(jiǎn)單的，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，活塞無(wú)電阻，導(dǎo)線無(wú)電阻，用電器無(wú)電阻，也就是外界無(wú)熵增):想一想就知道，這個(gè)過(guò)程也是可逆的，全系統(tǒng)無(wú)熵增，氣體也沒有. 再想一想，要想使這個(gè)往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)停下來(lái)(也就是變成不可逆的)，只有在系統(tǒng)的某個(gè)地方加上摩擦力，這必然會(huì)使氣體外的系統(tǒng)熵增，而氣體本身則是不會(huì)熵增的吧. (本人不會(huì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，見笑)
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