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分析下述两过程 得到什么结论呢?如图a所示 一气缸活塞系统内贮理想气体 并控制该系统非常缓慢

2022-08-12 03:59:56 问答库 阅读 193 次

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分析下述两过程,得到什么结论呢?如图a所示,一气缸活塞系统内贮理想气体,并控制该系统非常缓慢地膨胀(在活塞上放一堆砂粒,缓慢地一颗颗取去砂粒来实现),试问气体的状态如何变化?这是什么过程?
如图b所示,由绝热材料制成的容器,用活动隔板分为相等的两部分,左半部充入理想气体(平衡态),右半部抽成真空.抽掉隔板时气体膨胀入右半部,最终整个容器中气体达到一个新的平衡态,这一过程称为气体绝热自由膨胀,试问气体的状态如何变化?这是什么过程?

参考答案

图a,初始时气缸内气体处于平衡态即初态,当一颗颗取去砂粒,控制和改变了系统的外界条件,过程进行得足够慢,系统内、外有一微小压强差,随之气体进行足够慢的膨胀,其体积的微小变化将引起压强和密度的不均匀性(即非平衡态),但是有足够的时间(大于弛豫时间——系统由非平衡态过渡到平衡态所需时间),进行调整而达到一个新的平衡态,如此进行下去,直到终态.所以,系统在每一时刻经历的中间状态都非常接近平衡态,这个过程为准静态过程.
图b,初始时气体处于平衡态即初态,抽掉隔板瞬间,在有限的压强差作用下,气体从右半部突然膨胀迅速冲入真空部分,气体充满整个容器,最终达到一个平衡的终态,从初态到终态气体经历了一系列的非平衡态,这种过程为非静态过程,在p-V图不能描绘出过程线.

考点:系统,气缸