等温过程熵的计算公式,用数学的方法证明理想气体简单状态变化过程是什么

等温过程熵的计算公式?
热力学中的等熵过程(isentropic process)指的是途中没有出现熵变,熵值保持恒定的过程。可逆绝热过程是一种等熵过程。等熵过程在温度-熵图(T-S图)中是平行于温度轴的线段。等熵过程的对立面是等温过程,在等温途中,大限度的热量被转移到了外界,让系统温度恒定如常。
在等熵途中,不仅气体与外界交换的总热量为零,而且,在过程进行的每一微元段与外界交换热量也是零,故此,可逆绝热过程是dp=0和q=0。
等熵过程就是可逆绝热过程,在等熵途中,气体的温度、压力、比热容都出现变化,它们当中的变化规律比较复杂。等熵途中的熵值不变,故此,该过程在T—S图上是一根与S坐标轴相垂直的直线。
明显熵所描述的能量转化规律比能量守恒定律更加重要,通俗地讲:熵定律是"老板",决定着企业的发展方向,而能量守恒定律是"出纳",负责收支平衡,故此,说熵定律是自然界的高定律。
分熵的特点
熵概念源自于卡诺热机循环效率的研究是以热温商的形式而问世的,当计算某体系出现状态变化所导致的熵变总离不开两点,一是可逆过程;二是热量的得失,故总熵概念摆脱不了热温商这个原始外衣。当用状态数来认识熵的实质时,我们通过研究发现,理想气体体系的总微观状态数受宏观的体积、温度参数的控制,进一步得到体系的总熵等于体积熵与温度熵之和(见相关文章),用分熵概念考察体系的熵变化,没有必要设计什么可逆路径,概念直观、计算方便(已被部分专家认可),因而促进教和学。
熵流
熵流是普里戈津在研究热力学开放系统时第一次提出的概念(普里戈津是比利时科学家,因对热力学理论带来一定发展,取得1977年诺贝尔化学奖),普氏的熵流概念是指系统与外界交换的物质流及能量流。
我们觉得这个定义不太精辟,这应该从熵的实质来认识它,不错物质流一定是熵的载体,而能量流则未必,能量可分热能和非热能[如电能、机械能、光能(不是热辐射)],当某绝热系统与外界交换非热能(出现可逆变化)时,如通电导线(超导材料)经过绝热系统内,对体系内熵没有影响,准确地说能量流中唯有热能流(含热辐射)能引人熵流(对非绝热系统)。
针对实质上情形,非热能作用于系统出现的多是不可逆过程,会有热效应出现,这时系统产生熵增多,这只可以叫(有因素的)熵出现,而不可以叫熵流的流入,因能量流不等于熵流,故此,不论什么形式的非热能流都不可以叫熵流,更不可以笼统地把能量流称为熵流。
用数学的方式证明理想气体简单状态变化过程的熵变公式?
1、克劳修斯第一次从宏观的视角提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q)
2、波尔兹曼又从微观的视角提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,一般又把S当作描述混乱成度的量。
3、笔者针对Ω不易理解、使用不便的现状,研究觉得Ω与理想气体体系的宏观参量成正比,即:Ω(T)=(T/εT)3/2,Ω(V)=V/εV,得到理想气体的体积熵为SV=klnΩv=klnV,温度熵为ST=klnΩT=(3/2)klnT ,计算任意过程的熵差公式为△S=(3/2)kln(T'/T)+kln(V'/V),这微观与宏观关系式及分熵公式,具有易于理解、使用方便的特点,促进教和学,可称为第三代熵公式。
上面说的三代熵公式,使用的物理量从形式上看具有"直观→抽象→直观"的特点,我们觉得这不是概念游戏是对熵概念认识的一次飞跃。
熵增公式?
熵增定律
熵增定律是克劳修斯提出的热力学定律,克劳修斯引入了熵的概念来描述这样的不可逆过程,即热量从高温物体流向低温物体是不可逆的,其物理表达式为:S =∫dQ/T或ds = dQ/T。
基本信息
中文名
熵增定律
表达式
S =∫dQ/T或ds = dQ/T
提出者
克劳修斯
定律公式
熵增定律
定律内容
克劳修斯引入了熵的概念来描述这样的不可逆过程。
在热力学中,熵是系统的状态函数,它的物理表达式为:
S =∫dQ/T或ds = dQ/T
这当中,S表示熵,Q表示热量,T表示温度。
该表达式的物理含义是:一个系统的熵等于该系统在一定途中所吸收(或耗散)的热量除以它的绝对温度。可以证明,只要有热量从系统内的高温物体流向低温物体,系统的熵就可以增多:
S =∫dQ1/T1+∫dQ2/T2
假设dQ1是高温物体的热增量,T1是其绝对温度;
dQ2是低温物体的热增量,T2是其绝对温度,
则:dQ1 = -dQ2,T1T2
于是上式推演为:S = |∫dQ2/T2|-|∫dQ1/T1| 0
这样的熵增是一个自发的不可逆过程,而总熵变总是大于零。
熵定律的计算公式?
在信息论里,把一个事件A的可能性的负对数称为这个事件的信息量,即:-log2P(A) (或者为了推导方便取自然对数:-lnP(A))。
举个例子:假设P(A)=1/8,既然如此那,事件A的信息量就是-log2 1/8 = 3。可见,一个事件出现的可能性越小,信息量就越大。信息量是无法确定性的度量
一组互斥事件A1,A2,...,An的信息熵定义为:S=-P(A1)*lnP(A1)-P(A2)*lnP(A2)-...-P(An)*lnP(An),其实就是常说的信息量的希望。在这n个事件的可能性都等于1/n时,熵大,其实就是常说的无法确定性大
1.克劳修斯第一次从宏观的视角提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q)2.波尔兹曼又从微观的视角提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,一般又把S当着描述混乱成度的量。3.笔者针对Ω不易理解、使用不便的现状,研究觉得Ω与理想气体体系的宏观参量成正比,即:Ω(T)=(T/εT)3/2,Ω(V)=V/εV,得到理想气体的体积熵为SV=klnΩv=klnV,温度熵为ST=klnΩT=(3/2)klnT ,计算任意过程的熵差公式为△S=(3/2)kln(T'/T)+kln(V'/V),这微观与宏观关系式及分熵公式,具有易于理解、使用方便的特点,促进教和学,可称为第三代熵公式。上面说的三代熵公式,使用的物理量从形式上看具有直观→抽象→直观的特点,我们觉得这不是概念游戏是对熵概念认识的一次飞跃。
熵的计算?
热力学中表征物质状态的参量之一,一般用符号S表示。在经典热力学中,可用增量定义为dS=(dQ/T),式中T为物质的热力学温度;dQ为熵增途中加入物质的热量;下标“可逆”表示加热过程所导致的变化过程是可逆的。若过程是不可逆的,则dS>(dQ/T)不可逆。单位质量物质的熵称为比熵,记为 s。
熵初是按照热力学第二定律引出的一个反映自发过程不可逆性的物质状态参量。热力学第二定律是按照非常多观察结果总结出来的规律,有下述表达方法:
(1)热量总是从高温物体传到低温物体,不可能作相反的传递而不导致其他的变化;
(2)功可以都转化为热,但任何热机不可以都地、连续持续性地把所接受的热量转变为功(即没办法制造第二类永动机);
(3)在孤立系统中,实质上出现的过程,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一些机械能不可逆地转变为热,使熵增多。热量dQ由高温(T1)物体传至低温(T2)物体,高温物体的熵减少dS1=dQ/T1,低温物体的熵增多dS2=dQ/T2,把两个物体合起来当成一个系统来看,熵的变化是dS=dS2-dS1>0,即熵是增多的。
物理学上指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。物质都拥有自己的标准熵,一个反应可以按照各自不同的物质的熵来计算熵变。ΔH-TΔs是计算自由能的公式,用来判断反应的自发性。
(1)熵是系统的状态函数,DS只主要还是看自始至终态,而与变化途径无关;
(2)不管是不是是可逆过程,在数值上
dS=dQr/T;(dQr=TdS)
因为这个原因需设计可逆过程,求Qr
(3)熵是容量性质,具有加和性。
1.定温过程的熵变
对理想气体的定温可逆过程:Q=-W
2.定压或定容变温过程的熵变
针对定压过程:
针对定容过程:
若热容不随温度变化,则对理想气体的定压或定容过程:
3. 相变化的焓变
(1)可逆相变:在平衡温度,压力下的相变过程
(2)不可逆相变:不在平衡条件下出现的相变化是不可逆过程,这时Qr≠ΔH,故不可以直接用上式,而要设计自始至终态一样的可逆过程才能够求算ΔS。
计算公式
1、克劳修斯第一次从宏观的视角提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q)
2、波尔兹曼又从微观的视角提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,一般又把S当作描述混乱成度的量。
3、笔者针对Ω不易理解、使用不便的现状,研究觉得Ω与理想气体体系的宏观参量成正比,即:Ω(T)=(T/εT)3/2,Ω(V)=V/εV,得到理想气体的体积熵为SV=klnΩv=klnV,温度熵为ST=klnΩT=(3/2)klnT ,计算任意过程的熵差公式为△S=(3/2)kln(T'/T)+kln(V'/V),这微观与宏观关系式及分熵公式,具有易于理解、使用方便的特点,促进教和学,可称为第三代熵公式。
上面说的三代熵公式,使用的物理量从形式上看具有"直观→抽象→直观"的特点,我们觉得这不是概念游戏是对熵概念认识的一次飞跃。
熵是用来衡量事物内部无序的总量。计算公式为ξp(xi)log2 p(xi)(i=1,2,..n) 这当中这里的ξ是数学中的求和符号,p(xi)表示xi在整个分布中产生的可能性,2实际上log的下标,
剩下熵公式怎么推导?
熵的公式请看下方具体内容:
1、克劳修斯第一次从宏观的视角提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q);
2、波尔兹曼又从微观的视角提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,一般又把S当作描述混乱成度的量。
理想气体的体积熵为:SV=klnΩv=klnV,温度熵为:ST=klnΩT=(3/2)klnT ,计算任意过程的熵差公式为:△S=(3/2)kln(T/T)+kln(V/V)。
涵盖温度体积焓熵的公式?
熵的公式请看下方具体内容:
1、克劳修斯第一次从宏观的视角提出熵概念,其计算公式为:S=Q/T,(计算熵差时,式中应为△Q);
2、波尔兹曼又从微观的视角提出熵概念,公式为:S=klnΩ,Ω是微观状态数,一般又把S当作描述混乱成度的量。
理想气体的体积熵为:SV=klnΩv=klnV,温度熵为:ST=klnΩT=(3/2)klnT ,计算任意过程的熵差公式为:△S=(3/2)kln(T/T)+kln(V/V)。
高三热力学第二定律公式?
热力学第二定律的数学表达式:ds≥δQ/T,又称克劳修斯不等式。由克劳修斯不等式知,将体系熵变量的大小与过程热温熵值进行比较完全就能够判断过场可逆与否。
针对绝热可逆过程,ds=δQ/T=0;即绝热可逆过程为恒熵过程。针对绝热不可逆过程,dsδQ/T=0;即绝热不可逆过程是熵增过程。总而言之,在隔离体系中,熵是不会减少仅仅会增多,即熵增原理。
提出熵函数的克劳修斯,就将熵增原理应用于无边无际,无所不包的天体宇宙之中。他觉得宇宙间一切运动形式肯定转变成热,熵将持续性增多,整个宇宙的熵值必趋向于大值,后宇宙内将不存在温差,一切过程都将停止,以此得出“宇宙热死论”,即热寂说。
熵增原理是在有限空间和时间范围内总结出的客观规律。“热寂论”学说将漫无边际,变化无穷的宇宙,当成热力学上的隔离体系;将有限的空间及时间内总结的规律无限外推至宇宙。“热寂论”后将致使世界面临末日,完全否定物质运动的永恒性。
基金从业资格考试学习资料及辅导课程
名师培训辅导课程

以上就是本文等温过程熵的计算公式,用数学的方法证明理想气体简单状态变化过程是什么的全部内容
本文链接:https://www.china-share.com/jijincongye/tiku/202304171388211.html
发布于:华宇考试网(https://www.china-share.com/)>>> 基金从业资格考试题库栏目(https://www.china-share.com/jijincongye/tiku/)
投稿人:网友投稿
说明:因政策和内容的变化,上文内容可供参考,终以官方公告内容为准!
声明:该文观点仅代表作者本人,华宇考试网系信息发布平台,仅提供信息存储空间服务。对内容有建议或侵权投诉请联系邮箱:e8548113@foxmail.com
关注本站了解更多关于文等温过程熵的计算公式,用数学的方法证明理想气体简单状态变化过程是什么和基金从业资格考试题库的相关信息。
基金从业资格考试备考资料免费下载
