Ⅰ 研究热力过程时的基本状态参数有哪些
这是工程热力学的内容: 1)温度,表示物体冷热程度的物流量。 2)压力,单位面积上承受的垂直作用力。 3)比体积,单位质量物质所占的体积,v(m3/kg)。 热力学上还有热力学能,焓,熵等参数。
Ⅱ 热力学常数有哪些,分别的物理化学意义是什么
1、热力学常数R
理想气体状态方程:pV=nRT
已知标准状况下,1mol理想气体的体积约为22.4Lp=101325Pa,T=273.15K,n=1mol,V=22.4L=0.0224m^3 R=8.314,单位J/(mol*K)
2、阿伏伽德罗常数
在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:NA或L)的定义是一个比值,是一个样本中所含的基本单元数(一般为原子或分子)N,与它所含的物质量n(单位为摩尔)间的比值,公式为NA=N/n。因此,它是联系一种粒子的摩尔质量(即一摩尔时的质量),及其质量间的比例常数。阿伏伽德罗常数用于代表一摩尔物质所含的基本单元(如分子或原子)之数量,而它的数值为:6.02x10^23/mol
3、玻尔兹曼常量
玻尔兹曼常量是热力学的一个基本常量,记为“K”,数值为:K=1.3806505×10^-23J/K,玻尔兹曼常量可以推导得到,理想气体常数R等于玻尔兹曼常数乘以阿伏伽德罗常数。
Ⅲ 工程热力学中什么叫工质、状态、状态参数、基本状态参数基本状态参数有哪些单位如何什么意思
工质:在热力设备中用来实现热能与其它形式的能量交换的物质。热力状态:热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。状态参数:用来描述气体热力状态的物理量。基本状态参数:可直接测量的状态参数,包括:压力(P)、比容(ν)、温度(T)。比容:用ν表示,单位是kg/m3。压力:用P表示,单位是Pa,kPa ,Mpa。温度:用T表示,单位是K。
Ⅳ 热力学系统的状态总可以用三个参量确定
热平衡与热力学第零定律 热平衡:两个系统的状态不再随时间变化,冷热程度变得一样,称这两个系统彼此达到热平衡。 热力学第零定律:与第三个系统处于热平衡的两个系统,彼此也一定处于热平衡。值得注意的是热力学第零定律是实验定律,不是逻辑推论的结果。 温度 热力学第零定律指出,如果A,B两个系统都与C系统热平衡,则A,B系统也彼此热平衡。从这个定律可以推证,互为热平衡的系统具有一个数值相等的态函数,这个态函数就定义为温度。 热力学第零定律的实质,是指出温度这个态函数的存在,这个态函数所表述的物理量温度是反映系统热平衡宏观性质的量。 从微观角度看温度实际上是表示系统内部分子热运动剧烈程度的物理量。
Ⅳ 热力学参数及其基本性质
热力学参数又称为状态函数,通常指能描述系统热力学性质的参数,系统状态的微小变化可以用状态函数的全微分来表示,同时状态函数的变化值只与始态和终态有关,而与途径(历程)无关。
4.1.2.1 熵(S)
在非等温的状态变化中,与可逆过程相关的可逆功和可逆热都不是状态函数,为了找到一个与可逆热效应有间接联系的状态函数,根据在极限情况下克劳修斯不等式的基本关系,得出:
地球化学
式中:q1、q2分别为状态1和状态2的热量值;T1、T2分别为状态1和状态2的温度,虽然q本身还不是一个状态函数,但用q除以相对应的绝对温度T所得的比值q/T已成为状态函数,这个状态函数被定义为熵。
体系的熵标志它所处状态的几率,熵大的状态,几率也大。体系的某两个状态的熵值差若为ΔS,则这两个状态的几率比值应为:eN(R)=eΔS/k。这就是博尔茨曼(Boltzmann)关系,又称为熵的统计原理。式(4.3)的意义是:状态2的几率的增大(减小)值与状态1的几率的减小(增大)值相等。
孤立体系(与外界既无物质交换、又无能量交换的体系)的自发过程总是向体系熵增加的方向进行,称熵增加原理。孤立体系熵增加的实质是:如果孤立体系的热力学状态要有所变化,需要撤除体系内一些阻止它趋向热平衡、压力平衡和混合等变化的障碍,而障碍的撤除即相当于体系中原存在的几率较小的状态被消除,体系将转变到一个有更大几率(熵大)的状态,这就使得体系自发地向熵增加的状态转变。
4.1.2.2 自由能(ΔG)和自由焓(ΔH)
体系内可用于对外做功的能称为自由能。在等温体系内,自由能和自由焓的定义为:
地球化学
式中:F为对外所做的功;E为体系的内能;T为绝对温度;S为熵;G为自由能;H为自由焓。由式(4.4)可以看出:自由能和自由焓能成为状态函数,是与熵是状态函数分不开的。但由于状态的自由能和自由焓的绝对值G和H实际上是无法获得的,通常只讨论由于状态变化引起的系统自由能和自由焓的增量(改变值)ΔG和ΔH。
若体系的组成和各组分的摩尔数都没有变化,仅体系的状态发生了一个微变,此时体系的内能和体积,以及体系的熵也会相应地发生微变,它们分别是dE、dV和dS。
根据热力学第一定律和熵的定义可以得出:
地球化学
设一个等温等容体系的内能和熵各为E和S,另有一个热容很大、组成稳定的等容闭合体系的内能和熵各为E′和S′,两者合在一起构成一个孤立体系。如式(4.5)所示,当体系的组成发生一个微变时,它的内能和熵也发生了微变,分别为δE和δS。因为是在等温等容条件下,体系内能的微变应属于恒温介质交换热量的结果,因此,恒温介质的内能和熵也要发生微变,分别为δE′和δS′,其变化关系式如下:
地球化学
地球化学
因为两者构成了一个孤立体系,熵增加值应为:
δS+δS′=δS-δE/T=δ(S-E/T)=-1/T[δ(E-TS]≥0(4.7)由式(4.6)实际上已得出了等温等容体系的自由能减少原理:
地球化学
与上述推论相似,设一个等温等压体系,其体积、内能、焓和熵各为V、E、H和S,用一个组成稳定的闭合体系作定压恒温介质,并设该体系的体积、内能、焓和熵各为V′、E′、H′和S′,两者合在一起也构成了一个孤立体系。两者的熵增加值应为:
地球化学
从而可以得出等温等压体系的自由能(自由焓)减少原理:
地球化学
4.1.2.3 化学位(μi)
加入一摩尔i组分时能引起的体系总自由能的变化,即为该体系中i组分的化学位(μi)。它也就是体系中i组分的偏摩尔自由焓。
自由焓作为一个广度参量,应有:
地球化学
相变和化学反应都会引起体系中组分的摩尔数的变化,因此体系的相平衡和化学平衡条件都与化学位相关。
4.1.2.4 内能(U)
对应于系统的一个状态只可能有一个内能值,因此体系的内能是一个由系统状态决定的状态函数。内能是热力学系统内除系统整体势能和系统整体动能外,所有粒子(分子)全部能量的总和。内能是不能自由作功的能,也无法获得绝对值。由热力学第一定律可知,系统的内能增量相当于体系从环境所吸收的热与对环境所作功之间的差值。
Ⅵ 基本物理量有哪些
七个基本物理量及单位:长度m,时间s,质量kg,热力学温度K(开尔文温度),电流A,光强度cd(坎德拉)、物质的量mol(摩尔)
Ⅶ 物理热力学中的化学状态参量都包括什么
化学参量是用来描述组成系统的各种化学组分的数量等化学性质。例如组分的质量分数,组分的摩尔分数等等。
Ⅷ 工程热力学的基本状态参数是
1)温度,表示物体冷热程度的物流量。 2)压力,单位面积上承受的垂直作用力。 3)比体积,单位质量物质所占的体积,v(m3/kg)。 热力学上还有热力学能,焓,熵等参数。
热平衡是热力学中的一个基本实验定律,其重要意义在于它是科学定义温度概念的基础,是用温度计测量温度的依据。
在热力学中,温度、内能、熵是三个基本的状态函数:
内能是由热力学第一定律确定的;
熵是由热力学第二定律确定的;
而温度是由热平衡定律确定的。
Ⅸ 热力学状态参量的意义是什么
状态参数,说简单些,就是一旦确定了这几个参数,那么某物质就只可能有这一种状态了,反之亦然。
假如状态参数只是确定了一部分,那么该物质还可能有其他的状态。
Ⅹ 热力学第二定律中,判断过程方向限度的物理量有哪些
方向:吉布斯自由能变化值,孤立系统熵值。限度:平衡常数