一道物化题室温下对一定量的纯物质,当非体积功为零时,(∂A/∂T)V的值是大于零、小于零还是等于零?(以上V是下标)答案

一道物化题
室温下对一定量的纯物质,当非体积功为零时,(∂A/∂T)V的值是大于零、小于零还是等于零?(以上V是下标)
答案是小于零.
但我怎么算的是等于零?原式=(∂U/∂T)V-T(∂S/∂T)V=Cv-(∂Q/∂T)V,由于(∂Q/∂T)V中V是定值,故恒容,故Q=ΔU,故原式=Cv-(∂U/∂T)V,故原式就等于零了啊……我的解法错在哪了?正确的解法是什么?
it_888 1年前 已收到1个回答 举报

shangmian 幼苗

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解决这种问题的根本是热力学基本方程,对于一定量纯物质dA=-SdT-pdV,从而V不变时,(∂A/∂T)V=-S,熵恒大于零,故(∂A/∂T)V小于零.
如有不明欢迎追问,

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it_888 举报

在这道题中,体系是”纯物质“吧?这里的S是指体系的熵还是体系和环境的总熵?

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体系当然是一定量的纯物质。S为体系的熵,热力学基本定律描述的是体系各状态量之间的关系,与环境无关。

it_888 举报

除了S是恒大于零的以外,其他一些量如G、A、U、H等也都是恒大于零的吗? 还有就是我的那种解法错在哪了呢?

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原式=(∂U/∂T)V-T(∂S/∂T)V这个等式不成立(纯属臆测),A=U-TS,其中T,S均为变量,不能直接写原式=(∂U/∂T)V-T(∂S/∂T)V。只有写出dA的全微分(就是dA=-SdT-pdV)才能解决问题。 还有根本不存在(∂Q/∂T)V,Q不是状态函数与状态量没有直接联系(换句话说Q根本不是函数,哪来的偏导数),指定过程后,Q可以表为某些状态量的差值。 A=U-TS看不出是否大于零,极端高温下存在小于零的可能性。G=U+pV-TS,同样极端高温下存在小于零的可能性。U,H都恒大于零。四个函数温度不是极端高均大于零。

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既然Q不能求偏导数,那么T(∂S/∂T)p=Cp这个式子是怎么推出来的呢?我之前一直以为是因为T(∂S/∂T)p=T[(∂Q/T)/∂T]p=(∂Q/∂T)p=(∂H/∂T)p=Cp呢……

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dH=TdS+Vdp (1),dS=(∂S/∂T)p dT+ (∂S/∂p)V dp,带入(1)得: dH=T(∂S/∂T)p dT+ [(∂S/∂p)V +V]dp,而dH=CpdT+(∂H/∂p)T dp,比较二式T(∂S/∂T)p和Cp必须相等(T,p是独立变量,要使两式相等,右边两项必须对应相等)。 T(∂S/∂T)p=T[(∂Q/T)/∂T]p=(∂Q/∂T)p=(∂H/∂T)p,偏导数只是个记号,不能做这样的形式变化(每一过程都毫无数学依据)。
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