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已知范德瓦耳斯气体的物态方程为 式中a和b为常数 求内能和熵作为温度和体积的函数.
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已知范德瓦耳斯气体的物态方程为
,
式中a和b为常数,求内能和熵作为温度和体积的函数.
参考答案
本题选在第4章可以通过热力学性质求解.也可在学习后面章节后.采用求解非理想气体配分函数的方法来求解,结果相同.这里则采用前一种方法求解.由于已知物态方程,若以T,V为独立变量时,先求内能比较方便.
先以T,V为独立变量时,计算内能的微分改变量.已知均匀定质量系统的热力学基本微分方程为
dE=TdS-pdV. (1)
这里已假定系统的做功仅与体积变化有关.式(1)给出内能作为熵和体积函数的完整微分.但作为自变量之一的S无法直接测量,因而不便使用.可将独立变量换为T和V.将S的完整微分代入式(1),得