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物理化学:可逆电池做非体积功为什么还可逆,非体积功等于0的过程才是可逆过程啊

时间:2024-10-16 10:40:20

因为做不做非体积功和是否可逆没有任何联系的,并不是非体积功等于0的过程才是可逆过程。

例如,等温等愦茉煲箸压下重物下落一定高度可以向外做机械功,假设可逆下落,没有能量耗散,则向外做最大非机械功W'。

如果对系统做机械功,使重物回升到以前高度,则至少要做W'的功,假设回升高度过程是不可逆的,则所做功肯定要大于W',多出的能量用于克服能量耗散例如摩擦等。这就是我们所说的过程性质判据,deltaG(T,p)≤Wr'。

可逆电池向外放电最大电压就是其可逆电动势,但是可逆意味着没有能量耗散,推动力阻力相差无限小,过程进行无限缓慢,所以电池可逆放电时电流趋于0。

而电池不可逆放电时,输出电压一定小于可逆电动势,一部分能量用于克服能量耗散,例如极化等不可逆因素,导致输出电功小于最大电功哦。

如果过程的非体积功为0时,则判断过程是否自发,只需要利用deltaG(T,p)≤0即可。

物理化学:可逆电池做非体积功为什么还可逆,非体积功等于0的过程才是可逆过程啊

可逆过程的特点

(1)可逆过程是以无限小的变化进行的,整个过程是由一连串非常接近于平衡态的状态所构成。

(2)在反向的过程中,用同样的手续,循着原来的过程的逆过程,可以使系统和环境完全恢复到原来的状态,而无任何耗散效应。

(3)在等温可逆膨胀过程中系统对环境做最大功,在等温可逆压缩过程中环境对系统做最小功。

非准静态过程是不可逆过程。

有摩擦的准静态过程是不可逆过程。自然界中与热现象有关的一切实际宏观过程,如热传导、气体的自由膨胀、扩散等都是不可逆过程。

注意:不可把不可逆过程理解为系统不能复原的过程。一个不可逆过程发生后,也可以使系统恢复原态,但当系统恢复原态后,环境必定发生某些变化!

无耗散的准静态过程是可逆过程。

例如,若气缸与活塞间无摩擦,对于气体在准静态膨胀过程所经历的每一个平衡态,外界压强等于系统压强;而对于反向的准静态压缩过程所经历的每一个平衡态,外界压强也必然等于系统压强。这样,系统与外界在逆过程中的每一个状态都是原过程相应状态的重复,因而是可逆过程。

实际的热力学过程既不可能完全无耗散,又不可能是严格的准静态过程,所以可逆过程实际上不存在。但是在理想情况下,可逆过程是可以发生的,如忽略轴摩擦的真空中的单摆运动,它没有能量的损耗。

还有很多接近于可逆情况的实际变化。如,液体在其沸点时的蒸发,固体在其熔点时的熔化,可逆电池在外加电动势与电池电动势近似相等情况下的充电与放电等。

在一定的条件和要求下,可以把可逆过程当作实际过程的近似和简化。更重要的是,理想的可逆过程的引入及其与实际的不可逆过程的区分,是表述热力学第二定律、引入熵和熵增加原理的依据。这再一次显示了理想模型的理论威力和重要性。

还应强调指出,实际过程的不可逆性是针对由大量微观粒子组成的热力学系统而言的。单个或少量粒子的力学过程都是可逆的。这表明,当研究对象由少量粒子换成大量粒子构成的群体时,物理规律的性质和特征发生了深刻的质的变化。

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