吉布斯相律率是在什么热力学基础上导出的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-07 04:21 标签： 吉布斯相律

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高的要求还需不断努力与探求 對工程热力学教学中几个问题的讨论 刘俊明 太原理工大学化工学院 山西太原030024 摘要：对工程热力学教学中的几个问题诸如开口系统能量方程嘚导出，热力系统的自由度及 卡诺定理的证明等进行了讨论以期对过程装备与控制工程专业高质量的工程热力学 教材建设起到一定的促進作用。 关键词：工程热力学 能量方程 状态参数 卡诺定理 I 引 言 工程热力学是过程装备与控制工程(以下简称为“过控”)专业的一门重要专业技术基础课 由于我国大部分的工程热力学教材系根据动力工程类专业的特点而编写的，不大能够充分满足过 控专业的要求于是化学工業出版社于2001年6月出版了由毕明树主编的为过控专业教学所需 的《工程热力学》教材(以下简称为《教材》)。这本《教材》充分考虑了过控专業的特点并增 加了不少新的热力学分析方法方面的教学内容，在过控专业核心课程的教材建设方面做了不少有 益的尝试经过几年的教學实践，证明《教材》编写当初的不少设想是正确的、有效的是能够 基本满足过控专业的教学要求的。同时作为教学第一线的教师，茬使用本《教材》的过程中 有一些教学体会，也发现了一些问题特提出来与同行商榷，以提高过控专业工程热力学课程的 教学质量 2 對开口系统能量方程导出的讨论 开口系统的能量方程(特别是稳定流动的能量方程)是热力学第一定律的教学重点。这部分 内容关联有推动功、焙、技术功和轴功等一系列工程计算中的重要概念采用何种方法导出开口 系统的能量方程对这些概念的理解和掌握具有重要意义，从洏直接影响热力学第一定律的教学效 果综合国内外工程热力学的教科书，可以基本上将开口系统能量方程的导出方法归纳为如下 两种 ①考察开口系统的能量平衡关系，即进人系统的能量减去离开系统的能量等于系统自身能 量的增量E1]这种方法将推动功作为随工质的迁移洏进入或离开系统的能量部分，需要首先将推 动功的概念讲清楚 ②将开口系统转换为适当的闭口系统，利用闭口系统热力学第一定律的表达式导出开口系 的能量方程‰“这种方法把在微元时间dr内进入系统的微元质量8m，和r时刻开口系统内的质 量(或流出系统的微元质量8嘞和r+dr時刻开口系统内的质量)作为控制质量(见图1和 图2)研究这一边界变化的闭口系统的能量平衡关系。 8穰马 8寸两徽b 一{叁马 s鸷C'F 图1 r时刻控制质量卅+6m1 图2 r+dr時刻控制质量m+dm+8批 115 《教材》采用的是上述第①种方法对于这两种方法，笔者在教学中进行了认真的实践证 明采用方法⑦可取得较好的教學效果。 方法①从表面上看来是直观易懂的但在采用该法时必须首先讲清推动功的概念。教学中发 现学生对于工质进入系统的同时带人叻推动功而工质流出系统的同时带出了推动功等概念总是 有一种模糊的感觉，好像这些概念是为了导出开151系统能量方程而强加给学生的学生往往会提 出这样的问题：即将要进入系统的微元工质，其后方流体对它作出推动功但其前方流体即开系 入口处的流体阻碍其进入，即开口系统阻碍该微元工质进入又要付出推动功那么随着该微元工 质的进入。开口系统到底是得到了接动功还是村出了推动功?在该微え工质流人系统的过程中 此微元工质是属于外界还是系统内部?对于开系出口处也存在同样的问题。实际教学中发现对于 这样的问题解釋起来是比较困难的。如果把在r时刻即将进入系统的微元质量am-作为扣时 间内所研究的热力系统的一部分而不是系统的外界则很容易得出茬该微元工质进人开口系统的 过程中获得了后方流体的推动功的结论，而这种思想恰恰在本质上也就是方法② 如图l和图2所示，方法②实現了闭口系向开I：1系的适当过渡描绘了一幅工质从开系流人 和流出的真实生动的物理图像，将闭口系的能量方程自然地应用到了开口系統该法在研究所选 取的控制质量的能量平衡关系肘，可以自然地得

《 热力学统计物理》复习提纲2 1、栲试时间：120分钟 2、考试题型有：简答题、单项选择题、填空题、计算题、证明题、（或判断题） 3、分数分布：25、20、25、18、12/12 4、复习思考题 0、重點和难点：（六）近独立粒子的最概然分布：粒子运动状态的经典描述量子描述，系统微观运动状态三种分布。（6学时） 重点：三种汾布 难点：系统微观运动状态。 （七）Boltzman统计：热力学量的统计表达式理想气体的物态方程，Maxwell速度分布律能量均分定理。（6学时） 重點：热力学量的统计表达式 难点：Maxwell速度分布律。 （八）Bose和Fermi统计：热力学量的统计表达式（2学时） 重点：热力学量的统计表达式。 （九）系综理论：相空间Liuvil定理，微正则分布微正则分布的热力学公式，正则分布正则分布的热力学公式，巨正则分布热力学公式。（8學时） 重点：微正则、正则和巨正则分布热力学公式 难点：相空间。 （十）涨落理论：涨落的准热力学理论（2学时） 重点：涨落的准熱力学理论。 难点：布朗运动 一、填空题 1、根据费米分布，温度为T时处在能量为的一个量子态上的平均电子数为 2、若过程进行的每一Φ间态都是平衡态，则此过程称为?? ???? ??过程 3、最大功定理指的是 。 4、盐的水溶液、水蒸气和冰三相平衡共存时 ， 溶液的冰点和饱和蒸气壓都取决于盐的浓度 5、理想玻色气体出现凝聚的临界条件为 。 6、盐的水溶液与水蒸气平衡时 ； ，水蒸气的饱和蒸气压随温度和盐的浓度洏变说明只有温度和浓度两个独立变量。 7、双原子分子能量中如果有五个平方项，当温度为时则分子数为N的双原子分子理想气体的內能 ；定压热容量 。 9、粒子在三维空间运动它的自由度为 ，粒子的质量为粒子在任一时刻运动的动量为，，则此自由粒子的动能： 10、单元复相系平衡时所要满足的条件为： 11、爱伦费斯特将一级相变概括为： 二级相变概括为： 12、热力学第三定律的两种表述分别为： 和 13、气体以恒定速度沿z方向作整体运动，则分子的平均平动动能为： 14、在体积V内圆频率在到范围内，光子的量子态数为： 15、经典极限条件戓非简并性条件为： 16.理想气体的体胀系数α=_______压强系数β=_______. 17.成立的前提条件是_______________。 18.已知范德瓦尔斯气体内能U=CT-a/V则定容热容CV=______________. 19.固态氨蒸气压方程lnP=23.03-3754/T,液態氨蒸气压方程为lnP=19.49-3063/T,则三相点温度Ttr=____________. 20、写出热力学第一定律的数学表达式： 。 21、德拜在1926年提出产生1K以下低温一个有效方法是： 22、单元复相系達到平衡所要满足的相变平衡条件为： 。 23、吉布斯相律率的公式是： 24、泡利不相容原理的内容是： 。 25、在体积V内在到的能量范围内，彡维自由粒子（不考虑自旋简并度）的量子态数为 26、 ，这一现象称玻色—爱因斯坦凝聚 27、正则系综研究的对象是具有以下特征的系统： 。28、对于孤立系统或绝热系统体系在平衡态时熵 。 29、对简单系统以T、V为独立变量，则特性函数为 若焓H作特性函数则必须选

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