2022-2023学年高二物理竞赛课件：实际气体的热力学能与焓

实际气体的热力学能与焓 实际气体的热力学能与焓 T  0 ( T/p)H  0 对实际气体节流膨胀过程 节流膨胀在绝热条件下的始末态分别 　　　　　保持压力恒定的膨胀过程 节流膨胀为绝热过程： Q = 0，p2 < p1 体积功： W = -p1(0 - V1) – p2(V2 - 0) = p1V1 - p2V2 由热力学第一定律： U=W U2 - U1 = p1V1 - p2V2 U2 + p2V2 = U1+ p1V1 结论：节流膨胀过程为恒焓过程 H2 = H1 理想气体：H = f (T)，节流膨胀后温度不变 真实气体：H = f (T，p)，节流膨胀后温度一般要变化 当J-T > 0 时， p<0， T < 0 致冷 当J-T < 0 时， p<0，T > 0 致热 当J-T = 0 时，p<0， T = 0 温度不变 定义节流膨胀系数或焦—汤系数： 3、各种气体在压力足够低时，节流膨胀前后温 度不变，例如：理想气体 节流膨胀后温度变化情况： 1、始态为常压及室温时，多数气体经节流膨胀 后温度下降， 产生致冷效应 2、有些气体如氢、氦等，经节流膨胀后温度升 　 高，产生致热效应 H不仅是T的函数，也是p或V的函数 H=f(T,p) 可证U不仅是T的函数，也是p或V的函数 U=f(T,V) dH＝(H/T)pdT+(H/p)Tdp dU＝(U/T)VdT+(U/V)TdV 7 8 9 电场对反铁电体的作用 ： 铁电体和反铁电体常常是同型体，此外还观察到了铁电态与反铁电态之间的转变。这表明铁电态的自由能和反铁电态的自由能可以非常接近（特别是在PbZrO3型和WO3型结构中）。直流电场的作用肯定有利于铁电态而不利于反铁电态。现以PbZrO3反铁电体说明如下。 10 反铁电体锆酸铅的电滞回线以及临界电场与温度的关系 11 铁性体 ferroics 铁磁体：铁磁、反铁磁、亚铁磁、抗铁磁 铁电体：铁电、反铁电 铁弹体：铁弹、反铁弹 12 summary ferroelectrics：spontaneous polarization, and switchable under external field features：hysteresis loop，Curie temperature，critical phenomenon Typical ferroelectrics：BaTiO3， KH2PO4 Displacive and order-disorder type of ferroelectrics, uniaxial and multiaxial Quantum papelectrics，relaxor，polymer， antiferroelectrics $$