一、平衡態(tài)
這里所說(shuō)的沒(méi)有外界影響,是指系統(tǒng)與外界之間不通過(guò)作功或傳熱的方式交換能量,否則系統(tǒng)就不能達(dá)到并保持平衡態(tài)。
由于實(shí)際中并不存在完全不受外界影響,并且宏觀性質(zhì)絕對(duì)保持不變的系統(tǒng),所以平衡態(tài)只是一個(gè)理想化的概念,它是在一定條件下對(duì)實(shí)際情況的抽象和概括。
在實(shí)際問(wèn)題中,只要系統(tǒng)狀態(tài)的變化很小而可以忽略時(shí),就可以近似看成平衡態(tài)。
在外界環(huán)境條件不改變時(shí),若熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時(shí)間而改變,系統(tǒng)中也不存在宏觀的流動(dòng)過(guò)程,則系統(tǒng)的此種狀態(tài)稱(chēng)為平衡態(tài)。
這種平衡態(tài)是宏觀平衡態(tài),也稱(chēng)為熱力學(xué)平衡態(tài)。
在這種狀態(tài),構(gòu)成系統(tǒng)的大量分子仍在不停地做各種運(yùn)動(dòng)(物理的和化學(xué)的),不過(guò)不存在任何方向上的凈的優(yōu)勢(shì)運(yùn)動(dòng)。
二、理想氣體狀態(tài)方程
理想氣體狀態(tài)方程(ideal gas,equation of state of),也稱(chēng)理想氣體定律或克拉佩龍方程,描述理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方程。質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M的理想氣體,其狀態(tài)參量壓強(qiáng)p、體積V和絕對(duì)溫度T之間的函數(shù)關(guān)系為pV=mRT/M=nRT式中M和n分別是理想氣體的摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量;R是氣體常量。對(duì)于混合理想氣體,其壓強(qiáng)p是各組成部分的分壓強(qiáng)p1、p2、……之和,故pV=(p1+p2+……)V=(n1+n2+……)RT,式中n1、n2、……是各組成部分的摩爾數(shù)。
以上兩式是理想氣體和混合理想氣體的狀態(tài)方程,可由理想氣體嚴(yán)格遵循的氣體實(shí)驗(yàn)定律得出,也可根據(jù)理想氣體的微觀模型,由氣體動(dòng)理論導(dǎo)出。在壓強(qiáng)為幾個(gè)大氣壓以下時(shí),各種實(shí)際氣體近似遵循理想氣體狀態(tài)方程,壓強(qiáng)越低,符合越好,在壓強(qiáng)趨于零的極限下,嚴(yán)格遵循。
這里所說(shuō)的沒(méi)有外界影響,是指系統(tǒng)與外界之間不通過(guò)作功或傳熱的方式交換能量,否則系統(tǒng)就不能達(dá)到并保持平衡態(tài)。
由于實(shí)際中并不存在完全不受外界影響,并且宏觀性質(zhì)絕對(duì)保持不變的系統(tǒng),所以平衡態(tài)只是一個(gè)理想化的概念,它是在一定條件下對(duì)實(shí)際情況的抽象和概括。
在實(shí)際問(wèn)題中,只要系統(tǒng)狀態(tài)的變化很小而可以忽略時(shí),就可以近似看成平衡態(tài)。
在外界環(huán)境條件不改變時(shí),若熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)不隨時(shí)間而改變,系統(tǒng)中也不存在宏觀的流動(dòng)過(guò)程,則系統(tǒng)的此種狀態(tài)稱(chēng)為平衡態(tài)。
這種平衡態(tài)是宏觀平衡態(tài),也稱(chēng)為熱力學(xué)平衡態(tài)。
在這種狀態(tài),構(gòu)成系統(tǒng)的大量分子仍在不停地做各種運(yùn)動(dòng)(物理的和化學(xué)的),不過(guò)不存在任何方向上的凈的優(yōu)勢(shì)運(yùn)動(dòng)。
二、理想氣體狀態(tài)方程
理想氣體狀態(tài)方程(ideal gas,equation of state of),也稱(chēng)理想氣體定律或克拉佩龍方程,描述理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方程。質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M的理想氣體,其狀態(tài)參量壓強(qiáng)p、體積V和絕對(duì)溫度T之間的函數(shù)關(guān)系為pV=mRT/M=nRT式中M和n分別是理想氣體的摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的量;R是氣體常量。對(duì)于混合理想氣體,其壓強(qiáng)p是各組成部分的分壓強(qiáng)p1、p2、……之和,故pV=(p1+p2+……)V=(n1+n2+……)RT,式中n1、n2、……是各組成部分的摩爾數(shù)。
以上兩式是理想氣體和混合理想氣體的狀態(tài)方程,可由理想氣體嚴(yán)格遵循的氣體實(shí)驗(yàn)定律得出,也可根據(jù)理想氣體的微觀模型,由氣體動(dòng)理論導(dǎo)出。在壓強(qiáng)為幾個(gè)大氣壓以下時(shí),各種實(shí)際氣體近似遵循理想氣體狀態(tài)方程,壓強(qiáng)越低,符合越好,在壓強(qiáng)趨于零的極限下,嚴(yán)格遵循。

