理想气体和范氏气体压强的讨论

1引言 理想气体是一个近似模型,它忽略了分子的体积(更确切地讲,也就是分子间的斥力)和分子间的引力,模型中的分子被看成了没有体积的质点.如果气体所占的体积为V,那么V也就是每个分子可以自由活动的空间.如果把分子看作有一定体积的刚球,则每个分子能自由活动的空间就不再等于V.范德瓦耳斯就是将气体分子看成有一定体积的刚球,将理想气体状态方程加以修正,得出了范德瓦耳斯(简称范氏)气体状态方程.     

范德瓦耳斯方程中的b和斥压强

普通物理中讨论范德瓦耳斯方程时,从气体分子的刚球引力模型出发,考虑了实际气体分子的体积引入了改正量b。同时认为确切地讲,b是分子间斥力所引起。[1]但是,究竟改正量b和分子间斥力有什么关系,则没有说明。本文从分子的刚球引力模型出发定量的讨论了b和分子间斥力引起的压强的关系,并导出范德瓦耳斯方程。证明范氏方程中的b约等于一摩尔气体分子体积的四倍。最后用刚球引力模型对范氏气体的内能作了说明。 (一)从一个思考题谈起[2] 题目:在讨论理想气体的压强时,设想在气体内取一小截面 dA,则两边气体通过截面 dA互施压力,试从分子运动论…     

热力学中的相对论变换

以洛伦兹变换为基础讨论了理想气体体积、 压强、 内能、 温度、 熵等热力学量的相对论变换, 并从理想 气体状态方程和理想气体摩尔热容的角度说明了普朗克、 爱因斯坦和德布罗意给出的相对论温度变换更加合理     

昂尼斯气体绝热过程方程推导及验证

利用热力学第一定律及能态方程推导得到昂尼斯气体绝热过程方程,利用所得方程对理想气体和范氏气体绝热过程方程形式进行了讨论,最后讨论了昂尼斯气体卡诺循环效率.     

气体的内能、焦耳-汤姆逊系数与理想气体

本文拟就满足焦耳定律的气体与焦耳-汤姆逊系数μ=0的气体的性质以及理想气体的定义作一些讨论.一、焦耳定律与物态方程 焦耳通过实验研究了气体的内能,得到了气体的内能U仅是温度的函数而与体积无关的结论,即 U=U(T)(l)这就是焦耳定律.式中T是用理想气体绝对温标量度的温度.精确的实验表明,一切实陈的气体,并不严格遵守焦耳定律,只有非常稀薄的气体才较好地服从式(1).假设绝对热力学温标量度的温度θ与T相等,即 T=　(2)则由热力学第一定律和第二定律得到的能方程[1]可以证明。凡满足理想气体物态方程 PV=RT(4)的气体,一定满足焦耳定律…     

大学物理热学教学的几点释疑

文章针对大学物理热学教学,选取了最概然速率与最概然动能的关系、卡诺循环效率的非近似证明、范氏气体的内能与热容量等3个典型问题进行拓展性延伸讨论与重点释疑。结果表明:最概然速率vp所对应的动能εv(p)不等于最概然动能εp的根本原因在于二者所对应的统计间隔不同;只用热力学第一定律和理想气体状态方程推导出卡诺循环的效率,能有效解决精确结果被近似化的尴尬;范氏气体的定压摩尔热容量不遵从迈耶公式,也不再是一个常数,而是与温度和体积呈现相对复杂的非线性关系。本文对突破热学教学难点,进一步理解热现象的物理本质有很好的开启作用。     

范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈

首先强调了范氏方程是气液系统的状态方程,范氏方程可以很好地说明物质气态和液态的相互转变．分析了焦-汤效应,简述了气体的液化与低温的获得．     

关于理想气体卡诺循环的一点注记

在证明理想气体卡诺循环的效率时,一般教科书都利用理想气体的绝热过程方程 常数(或与其等价的方程),但是这一方程是在假定y为一与温度无关的常数下得到的近似方程,利用了上述近似方程容易使人怀疑证明的结果是否也有近似的性质.答案自然是否定的,本文提出一种改进了的证明,其中只利用热力学第一定律和理想气体的定义.从而避免了 中含有近似成份的不正确想法。 证明如下: 考虑理想气体的卡诺循环如图(1) (1)1→2.等温膨胀过程.由第一定律和理想气体的内能仅为温度的函数可知。在这个过程中系统内能不变,系统对外作的功等于系统从热源T1中吸…     

实际气体喷管喉部尺寸的设计计算

由于天然气输送中的压力通常较高,因此,天然气不能按理想气体处理。本文详细介绍了采用BWRS方程计算天然气在喷管内流动时喷管喉部临界参数的计算方法、过程以及计算程序编制步骤,计算了不同喷管入口压力下喷管喉部面积,并将之与理想气体状态方程的结果进行了比较。结果表明,在喷管入口压力比较低,设计精度要求不高时,可以采用基于理想气体状态方程的喷管喉部计算公式。但如果天然气压力大,设计精度要求较高时,就必须采用实际气体方程进行喷管设计计算。     

从微观角度再看理想气体的绝热过程

在“ 从微观角度看理想气体的绝热过程”一文中提到了一种从微观角度来计算理想气体绝热公式的推 导, 这一推导中的物理本质为气体分子对活塞壁做功的集体效应, 即气体压强的微观解释. 基于这一思考, 从气体 分子对外做功的角度给出了相应的推导, 同时发现该文结论在其给定模型下的一个更为直观的解, 与热力学第一 定律中的做功项可以更直接地对应, 从而更直接地联系起微观过程和宏观的理想气体状态方程