范德瓦耳斯气体的热力学性质3(6)
时间:2025-07-10
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讨论范德瓦尔斯气体的内能、熵、焓和自由能,给出相应的数学表达式,并对相应问题进行讨论。
2aV b2
1[RT(V) b]
53aV b2 (15) R[ ()]2RTVV
由(15)式知,对于一个分子间有相互作用的范德瓦尔斯气体焦——汤系数可以变号。(注意:摩尔体积V<b时,范德瓦尔斯气体失去意义)由于低密度的气体总是满足
RTV a,V b,于是
22a
( b) (16) 5RRT
因此,在低温下 0在节流过程中气体冷却,但在高温 0,节流使气体发热,
这正是焦耳——汤姆逊效应。
5、范德瓦尔斯气体在各热力学过程中的能量转化情况 5.1等容过程
外界对系统做的功:A=0;内能增量由式(3)可得: U
CV(T2 T1);吸收的热量
Q U CV(T2 T1) 5.2等压过程
内能增量: U CV(T2 T1) a(界对系统做的功:
11
).吸收的热量:Q C().外PT2 T1V2V1
A U Q CV(T2 T1) a(11( ).V2V1
5.3等温过程
1
) CP(T2 T1) (CP CV)(T2 T1) aV2 V1
11
U -a[() ()] ;外界对系统做的功: 内能增量:
V2V1
A PdV
V1
V2V2
V1
RTaV2 b11( 2)dV RTln a( )V bVV1 bV2V1
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