裝認真一下好了

[evanesce ()]

關於今天的大招物理啊...

想跟大家討論一下

有興趣(?)的同學可以看看

想看結論的同學可以直接按end

誤入者...請按 X + 3 囧



教授的問題是：

「在定體積過程中，

氣體並未做功，

那麼為什麼 △E = (3/2)nR△T = (3/2)V△P

可是 △H = (5/2)nR△T = (5/2)V△P ?」

簡單地說就是多了一倍的V△P跑到哪裡去了呢？



為了簡化問題，

我們採用一個密閉式系統，

會比開放式系統好討論。

我們的系統定義為，在一個密閉的容器之中，存在一定量的理想氣體。

假設我們持續對此氣體加熱，

使其動能增加，

則因為氣體是理想的單原子氣體，

所以其動能的增加量就是 (3/2)V△P。



然而因為其壓力增加，

容器內壁會受到擠壓，

我們不把容器視為剛體，而是有彈力常數的物質。

容器壁受到擠壓，因而有較大的形變(當然還是看不出來的)，

(體積的變化很小視為不變)

而提供較大的壓力使氣體的體積維持不變。

這時候這一倍的 V△P 就以彈力位能的方式，儲存在容器壁當中。

而彈力位能的來源是電力位能，因為容器壁的分子們受到擠壓，

而彼此以電力互相推擠，提供較大的向內壓力。

因此，

如果我們說，

△E = (3/2)nR△T = (3/2)V△P

我們的意思是指，氣體本身獲得 (3/2)V△P 的內能(動能)

而當我們說，

△H = (5/2)nR△T = (5/2)V△P

我們的意思是指，氣體及容器壁獲得 (5/2)V△P 的內能(動能+位能)



在化學的反應當中，

參與反應的都是「整個系統」而不是「物質本身」，

這也就是為什麼當我們在計算反應熱的時候，

都是計算 △H ，從未用 △E來算過。



強者我同學的意見：(我絕對沒有說他是陳鳴翰唷^_<)

文字敘述也許是對的...

可是功能原理裡 功是 F△s 沒有位移難以說明是位能的樣子...

熱力學上說的是

在等壓過程中 系統吸收的熱量就等於是焓的變化量

相變時較常使用 相變過程多是等壓過程

我們多半會建議從 焓是一個狀態函數

所以焓的變化量寫成 △H = △E + P△V + V△P

然後 因為理想氣體除了動能 沒有位能

能量要丟給容器是必然的

只是位能為什麼可以寫成V△P還是很玄的...



所以鄉親啊 結論出來了

那多了一倍的V△P也許是位能 (謎之音：應該不是什麼奇怪的熱)

至於是什麼位能以及為什麼是位能則不明>"<  (姑且稱之為靈異現象)

或許專業的五樓會給我們解答~


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※ 編輯: evanesce        來自: 118.168.84.246       (12/05 18:35)
推 askkt2371:推一個  認真的看完了 不過解釋熱能的那邊還是不太懂...
推 Ray831:好像有懂一點  謝謝丁丁:D
推 ichihei:雖然還是沒有全懂(靈異現象XD)，還是要推一個=)
推 sineric:為了紀念偉大的大釗Pf 不如......叫"大釗位能"好了
→ sineric:繼重力位能/電力位能/彈性位能後...物理界另一重大發現XD
推 daphinegirl:好像有點懂了~大感謝=)
推 zaqian:似乎懂多了～   感謝丁丁同學～~～～～～～～
推 Mosin:焓的變化量△H = △E + △(PV)　　　我比較喜歡這個XD
推 Mosin:功是 F△s 沒有位移難以說明是位能的話，假設位移極小如何?
→ evanesce:樓上...就是要給出式子的物理意義啊~
→ evanesce:嚴格說起來定體積過程絕對沒有△s 只是一種的想像方式~
推 theonedelete:感謝感謝！！
→ Mosin:嗯，我是想像容器的分子所做的△s
→ Mosin:感覺有點像在吹吹不大的汽球@@
推 askkt2371:想法跟樓上一樣