Я читаю D. F. Lawden, Principles of Thermodynamics and Statistical Mechanics
и пытаюсь понять первую проработанную проблему, с которой они столкнулись. Ниже приведены проблемы и начало их решения.
Моя проблема с пониманием заключается в следующем: в приведенной ниже задаче я принимаю «контейнер» как контейнер с фиксированным объемом, и я не знаю, что это значит, если это не так. Я понимаю, что контейнер представляет собой объект с фиксированным объемом, и что газ выходит в камеру переменного объема с поршнем. Но это не имеет смысла с объяснением, данным ниже. Может ли кто-нибудь объяснить немного больше, что означает изменение объема контейнера при выходе газа в поршневую камеру? Является ли контейнер переменным объемом, но всегда находится в равновесии с давлением в окружающей среде (то есть давление окружающей среды изменяется, чтобы соответствовать давлению в контейнере по мере изменения давления в контейнере, и поэтому контейнер может быть объектом с переменным объемом? картинка с проблемой,
Д. Ф. Лоуден, Принципы термодинамики и статистической механики, с. 17, Задача 1:
молей идеального газа содержится в изолированной камере под давлением и температура . Газ медленно выходит через клапан в изолированный цилиндр, снабженный поршнем без трения, на который действует внешнее давление. ( ) применены. Первоначально объем, заключенный в поршне, равен нулю. Когда поршень остановится, рассчитайте количество молей газа, оставшегося в камере, и его температуру. Найдите также температуру газа в цилиндре.
Решение
Расширение газа адиабатическое, но не квазистатическое, так как будет градиент давления на клапане до тех пор, пока камера не уменьшится до в конце процесса. Однако расширение той части газа, которая никогда не покидает камеру, будет квазистатическим и должно регулироваться = постоянная, определяющая адиабатическое расширение идеального газа квазистатическим процессом]. Таким образом, если его объемы в начале и конце процесса
...
Визуализируйте воображаемую мембрану, окружающую часть газа в камере, которая в конечном итоге остается в камере после того, как система уравновесится. Первоначально эта часть газа занимает лишь часть камеры и расширяется адиабатически и обратимо, чтобы вытолкнуть другую часть газа (то, что выходит из контейнера) через клапан. Таким образом, он выполняет работу на границе раздела мембраны с той частью, которая в конечном итоге выталкивается.
Все это можно проанализировать по-другому, применив вариант 1-го закона термодинамики в открытой системе (контрольный объем) к газу в камере, включая энтальпию выходящего газа. Анализ приводит к тому же результату.
мпеттис
мпеттис
Чет Миллер