所有热力学定律的公式,包括条件

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-18
四个热力学基本公式适用条件是什么

1、热力学第零定律——如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
2、热力学第一定律——能量守恒定律在热学形式的表现。
3、热力学第二定律——力学能可全部转换成热能, 但是热能却不能以有限次的实验操作全部转换成功 (热机不可得)。 推论公式S=Q/T。
4、热力学第三定律——绝对零度不可达到但可以无限趋近。S=KlnQ。

扩展资料:
热力学第一定律的能量方程式就是系统变化过程中的能量平衡方程式, 是分析状态变化过程的根本方程式。它可以从系统在状态变化过程中各项能量的变化和它们的总量守恒这一原则推出。把热力学第一定律的原则应用于系统中的能量变化时可写成如下形式:
进入系统的能量- 离开系统的能量= 系统中储存能量的增加
上式是系统能量平衡的基本表达式, 任何系统、任何过程均可据此原则建立其平衡式。对于闭口系统, 进入和离开系统的能量只包括热量和作功两项;对于开口系统, 因有物质进出分界面, 所以进入系统的能量和离开系统的能量除以上两项外, 还有随同物质带进、带出系统的能量。
参考资料来源:百度百科-热力学定律

先从 系统(system)的定义 : 有兴趣的区域 。外围(surroundings) : 系统以外的区域。开放系统指的是 质量和能量能在"系统"和"外围"互换。封闭系统指的是 可交换能量但不能交换质量。孤立系统 就都不能交换。比如: 绝热过程就算是孤立系统,等温过程就算是封闭系统,因为要等温就一定要有个无穷大等温热源。质量互换在化学反应比较常见。

第一定律 :Q [系统内所吸的热]= delta(U)[系统的内能] + W [系统所做的功] 没有别的,就是"能量守恒定律"。可不可逆 完全不影响此定律。摩擦力及任何不保守力所做的功也算在W裏面。
第二定律 :在"孤立系统"中,则 delta(火商)>=0。其中可逆过程时,是(火商)变化为零,不可逆过程则为永远大於零。上个定律定义了热的能量状态,这个定律就是告诉我们 热要怎麼走! 这裏的可不可逆过程,当然会影响我们会不会算这过程的(火商),不过第二定律都会成立。
第三定律: 有限次趋近,无法到达绝对零度。这个定律决定了(火商)的数值,可不可逆都可以成立。
最後也是最麻烦的定律--第零定律: 为何是第零定律,就是因为它最晚才放进去但它又太基本了! 热平衡定律,将两个系统热接触,然後达到平衡後则称两个系统有相同温度。这个定律看起来是定义温度。它的限制就在"热接触"要是"弱"的热接触 ! 当然,无关於可不可逆过程。

理想气体定律:pV=nRT,以下V为摩尔体积,也就是V/n
热容之间关系:Cp=Cv+R,γ(比热比容)=Cp/Cv
热力学第一定律:dU=dq+dw,w为外力对系统做功,
∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV
∴dU=dq-pdV
∵q是关于T的函数,所以U可表示为T、V的函数
∴dU=CvdT+CtdV,对于理想气体而言,Ct为零,对于真实气体而言,Ct很小
∴dU=CvdT恒成立

等温过程:
dU=0,pdV=dq
△q=∫(过程1到2)pdV=∫(过程1到2,默认后面都是)RTdV/V=RT*ln(V2/V1)=RT*ln(p1/p2)

等容过程:
dV=0,即dw=0
dU=dq=CvdT,然后积分

等压过程:
dp=0
dq=dU+pdV=CvdT+d(pV)=CvdT+RdT=CpdT
(可直接理解为压强不变时,温度直接决定输入的热能)

绝热过程:
dq=0
dU=dw=-pdV=CvdT
∴-RTdV/V=CvdT
∴-RdV/V=CvdT/T
∴-R∫dV/V=Cv∫dT/T
∴R*ln(V1/V2)=Cv*ln(T2/T1)
∴(V1/V2)^R=(T2/T1)^Cv
(V1/V2)^(γ-1)=T2/T1,就得到了体积变化与温度变化的关系
∵T=pV/R
∴代入得(V1/V2)^γ=p2/p1,即p1*V1^γ=p2*V2^γ,pV^γ=常量,
就得到变化压强与变化体积的关系

定义新量:H(焓)=U+pV
∵dU=dq-pdV
∴dU+d(pV)=dq+Vdp,dU+d(pV)=d(U+pV)=dH=dq+Vdp

定义新量:dS(熵)=dq/T,△S=∫dq/T

热力学第二定律:自发过程△S>0,可逆过程△S=0
用来判断是否是自发过程
∵△S>0
∴在恒定温度时,比如说非密闭容器的化学反应
dS>dq/T,(恒定温度时,∫dq/T=0)
∴变换得dq-TdS<0,即dU+pdV-Tds<0
①压强恒定时,得到dU+d(pV)-TdS<0
∴dH-TdS<0
定义新量:dG(吉布斯自由能)=d(H-TS),即此时dG<0
②体积恒定时,dU-TdS<0
定义新量:dA(亥姆赫兹自由能)=d(U-TS),即此时dA<0

S不变的情况我就不说了。

下面对G、A、H、U进行归纳(讨论可逆过程dS=dq/T,但推导的结果适用任何情况)
dU=dq-pdV=TdS-pdV............................U(S,V)
dH=dU+pdV+Vdp=(代入上式,下同)TdS+Vdp......H(S,p)
dA=dU-TdS-SdT=-pdV-SdT.......................A(V,T)
dG=dH-TdS-SdT=Vdp-SdT........................G(p,T)

基本公式应该就这么多,之后还有很多推导,向卡诺循环、平衡常数之类的,不大记得了。
不懂再问,纯手打,辛苦啊

  • 三角形u=qv是热力学第一定律的条件公式其使用条件包括哪些?
    答:u)、热量(q)和功(v)之间的关系。它的使用条件包括以下几点:1. 系统所受的外力为零;2. 系统是孤立的,即不与外部环境有任何物质和能量交换;3. 系统的体积和化学组成在过程中保持不变,即为恒定物质组成系统。只有在满足以上三个条件的情况下,才能使用三角形u=qv公式计算热力学第一定律。
  • 热力学三大定律内容及公式是什么?
    答:热力学定律与公式 第一定律:△U=Q-W △U是系统内能改变,Q是系统吸收的热量,W是系统对外做功。第二定律:很多种表述,最基本的克劳修斯表述和开尔文表述。这个定律的一个推论是熵增原理:选取任意两个热力学态A、B,从A到B沿任何可能路径做积分:∫dQ/T,最大的那个定义为熵。孤立系(有限空间)...
  • 四个热力学基本公式适用条件是什么
    答:条件为封闭体系,不做非体积功。公式在可逆的状况下推出,但实际应用不需要可逆。热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质 ,它提示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律,总结了物质的宏观现象而得到的热学理论。热力学并不追究由大量微观粒子组成的物质的微观结构,而只关心系统在...
  • 热力学的三个定律是什么?
    答:第二类永动机违法了热力学第二定律。 [编辑本段]热力学第三定律热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度(T=0K)不可达到。R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式:任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不...
  • 热力学的基本公式有哪些
    答:理想气体定律:pV=nRT,以下V为摩尔体积,也就是V/n。热容之间关系:Cp=Cv+R,γ(比热比容)=Cp/Cv。热力学第一定律:dU=dq+dw,w为外力对系统做功。∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV。∴dU=dq-pdV。∵q是关于T的函数,所以U可表示为T、V的函数。∴dU=CvdT+CtdV,对于理想气体而言,Ct为...
  • 热力学的基本公式有哪些
    答:理想气体定律:pV=nRT,以下V为摩尔体积,也就是V/n 热容之间关系:Cp=Cv+R,γ(比热比容)=Cp/Cv 热力学第一定律:dU=dq+dw,w为外力对系统做功,∵w=-∫fdl=-∫pSdl=-∫pdV ∴dU=dq-pdV ∵q是关于T的函数,所以U可表示为T、V的函数 ∴dU=CvdT+CtdV,对于理想气体而言,Ct为零,...
  • 热力学共有几条定律?
    答:它为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。而温度相等是热平衡之必要的条件。热力学中以热平衡概念为基础对温度作出定义的定 律...
  • 热力学第一定律的公式
    答:数学表达式为:△U=Q+W;物理意义是一般情况下,加给工质的热量一部分消耗于作膨胀功,另一部分蓄存于工质内部,增加了工质的内能。热可以转变为功,功也可以转变为热,一定量的热消失时,必产生一定量的功;消耗了一定量的功时,必产生与之对应的一定量的热。热力学第一定律是能量转化和守恒定律...
  • 热力学三大定理,具体怎么说?
    答:二、热力学第二定律的本质 由熵的热力学定义式及式(6-78),得 (6-79)上式就是热力学第二定律的表达式,它表明可逆过程的熵变与能级分布数的改变有关。而能级分布数的改变以为意味着体系的微观状态数发生了改变。熵变是与体系微观状态数或热力学几率Ω的变化相联系的。有公式:S = kln Ω+ C...
  • 热力学的第一定律是什么?
    答:热力学第一定律数学表达式 △U=Q+W。△U内能的该变量、Q热量、W表示功。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。其推广和本质就是著名的能量守恒定律。符号法则:①W>0,表示外界对系统做功;W<0,表示系统对...