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物理化学
1.6.2.3 三、体积功的计算(Calculation of Volume Work)
三、体积功的计算(Calculation of Volume Work)

要计算整个途径的体积功,需进行定积分:

上式表明,体积功等于外压乘以体积的变化。式(2—5)和(2—6)为计算体积功的依据。

图2—1 体积功示意图

(1)恒容过程体积功的计算

由式(2—6)可知,在恒容过程中dV=0,于是:

(2)真空自由膨胀过程体积功的计算

(3)反抗恒定外压过程体积功的计算

(4)无摩擦准静态恒温过程体积功的计算

(iii)无摩擦准静态恒温过程中所做的功可以由式(2—10)给出:

本例表明,气体由始态经过三种不同的过程变到同一终态,过程不同,其功的数值也不同。以无摩擦准静态过程所做的功为最大,说明功是途径函数。

例2—2相变过程体积功的计算。将3mol的液态水在100℃及101.325kPa下恒温恒压汽化为同温同压的水蒸气,试分别计算下列两种过程的功。 (i)水在恒温下向真空蒸发; (ii)水经过无摩擦准静态过程恒温恒压蒸发为水蒸气。