Question

绝热不可逆膨胀过程 体积功如何计算？

Answer 1

体积功的公式为：W=-pdV

其中，W为体积功；p为环境压力；dV为系统的体积变化。负号代表热力学规定，即系统对环境做功时，功取负值；反之环境对系统作功时，功取正值。

所以W=-p外
(V2-V1)，这个式子无论是否可逆都可以使用。系统整个过程中的中间状态不一定都是平衡态，系统的压强可以时时不同（没有一个确定的p）。

但W=-积分号（p外dV)=-p外积分号（dV）=-p外(V2-V1)。系统初态和终态都是平衡态p1=200kPa，p2=p外=50kPa（膨胀到最后系统压强一定等于p外，否则膨胀不会停止）。

其中V1易求，p1V1=nRT1，V2=nRT2/p2。

理想气体有ΔU=nCv,m(T2-T1)，绝热过程有ΔU=W，则nCv,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p外(nRT2/p2-V1)。

据此求出T2，进而求出V2，代回功的表达式即可。其中Cv,m=5/2 R。

扩展资料

使用时特别注意

特别提醒的是体积功公式中的压强为外界压强，有些同学认为可以套在理想气体的压强上，比如一定质量的理想气体在扩张过程中保持压强不变，那么该理想气体在这一扩张过程中吸收pΔV焦耳的能，这是错的想法。

因为气体克服外力做功与自身吸热是两个不同的概念，要不然公式ΔU=Q-W就无意义了。

参考资料来源：百度百科—体积功

参考资料来源：百度百科—不可逆绝热过程