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绝热线与等温线

时间:2024-12-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:如氧气经等温膨胀,膨胀后的体积也是,问这时气体做功是多少?

根据理想气体的绝热方程

等温方程

p-V图上作这两过程的过程曲线,如图5.8所示,两曲线在A点相交,可以看出,绝热线要比等温线变化陡一些.对此,可以从数学物理两个方面来加以说明.

图5.8 绝热线与等温线

从数学的角度给予解释,可求出等温线和绝热线在A点的斜率进行比较.A点等温线的斜率为

A点绝热线的斜率为

因为,在p-V图上同一点,绝热线斜率的绝对值大于等温线斜率的绝对值,所以绝热线比等温线要陡.

从物理学角度来看,可解释如下:处于一定状态的气体,经等温过程和绝热过程膨胀相同的体积,在绝热过程中压强的降低比在等温过程中压强的降低要多.这是因为在等温过程中,压强的降低仅由气体密度的减小而引起,而在绝热过程中,压强的降低,除气体密度减小这个因素外,温度的降低也是使压强降低的一个因素.所以,当气体膨胀相同体积时,在绝热过程中压强的降低比在等温过程中的要多,所以绝热线比等温线要更陡一些.

 氧气的质量是,摩尔质量,原来温度.设T2为氧气绝热膨胀后的温度,由式(5.20)

根据绝热方程中TV的关系式

如果氧气等温膨胀,气体所做的功为

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