熱力學(xué)三大定律是:
1. 熱力學(xué)第一定律,也被稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律,它說(shuō)明在一個(gè)孤立的系統(tǒng)中,能量流動(dòng)的過(guò)程是既定且可以測(cè)量,能量從產(chǎn)生能量的源頭開始,在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換和傳遞,不會(huì)出現(xiàn)能量的消失,只是能量的形式改變而已。
2. 熱力學(xué)第二定律,也叫熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)的四大基本定律之一,它說(shuō)明的是自然過(guò)程的方向性,即不可逆性。這一定律有各種表述方式,其中之一是:驅(qū)動(dòng)力的減少和功的散失均表示自然過(guò)程不能被阻止。
3. 熱力學(xué)第三定律指出,單值普適類比于物理系統(tǒng)最低固有頻率的理想頻率晶體,在絕對(duì)零度時(shí)仍具有熵的增加。
以上就是熱力學(xué)三大定律的主要內(nèi)容。需要注意的是,熱力學(xué)三大定律是熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論,對(duì)于理解熱力學(xué)現(xiàn)象非常重要。
題目:一個(gè)封閉系統(tǒng),初始狀態(tài)為溫度為T1,壓強(qiáng)為P1,體積為V1。經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程,系統(tǒng)經(jīng)歷了恒溫膨脹,最終達(dá)到體積為V2的狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)的溫度從T1上升到了T2,求系統(tǒng)的最終壓強(qiáng)P2。
解答:
根據(jù)熱力學(xué)第一定律,系統(tǒng)在過(guò)程中所吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量。因此,我們可以根據(jù)初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的熱力學(xué)參數(shù),以及膨脹過(guò)程中的體積變化,來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的最終壓強(qiáng)P2。
初始狀態(tài):溫度T1,壓強(qiáng)P1,體積V1
最終狀態(tài):溫度T2,體積V2
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可得到初始狀態(tài)下的氣體摩爾數(shù)n1和最終狀態(tài)下的氣體摩爾數(shù)n2:
n1 = (P1V1)/R
n2 = (P2V2)/R
其中R為氣體常數(shù)。
由于系統(tǒng)經(jīng)歷了恒溫膨脹,所以膨脹過(guò)程中的內(nèi)能變化等于零。因此,系統(tǒng)的內(nèi)能增加了ΔU = 0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律,ΔU = Q + W,其中Q為系統(tǒng)吸收的熱量,W為系統(tǒng)對(duì)外做的功。由于系統(tǒng)是封閉的,所以W = 0。因此,ΔU = Q = mcΔT,其中m為系統(tǒng)的質(zhì)量。
將上述公式代入初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的參數(shù)中,可得到:
P2 = P1(V2/V1) + mc(T2-T1)
其中mc為系統(tǒng)的平均摩爾質(zhì)量。
所以,系統(tǒng)的最終壓強(qiáng)P2可以通過(guò)上述公式計(jì)算得出。