范德瓦尔斯气体的状态方程与多方过程EQUATIONS OF STATES AND POLYTROPIC PROCESSES OF VAN DER WAALS GASES
张龙,高国营
摘要(Abstract):
范德瓦尔斯气体模型是对理想气体模型的一种修正,很多普通物理教材和文献对范德瓦尔斯气体的状态方程进行了讨论,但对过程方程很少讨论,尤其是结合物理图像的讨论。本文结合数学表达式和相关物理图像首先讨论了范德瓦尔斯气体的状态方程,并代入实际气体进行分析,再探究特殊的热力学过程,进而讨论一般的热力学过程,并与理想气体进行比较。讨论在热力学过程中功、内能、热量、热容量以及多方指数的变化,并结合相关实际应用,可以加深对范德瓦尔斯气体相关物理图像的理解。
关键词(KeyWords): 范德瓦尔斯气体;状态方程;多方过程;多方指数;热容量
基金项目(Foundation):
作者(Author): 张龙,高国营
参考文献(References):
- [1] 岑敏锐.理想气体吸热和放热的讨论[J].物理与工程,2006,16(5):28-30.CEN M R.Discussion on heat absorption and release of ideal gas[J].Physics and Engineering,2006,16(5):28-30.(in Chinese)
- [2] 高崇伊,朱琴.多方过程的定义及其和准静态过程的关系[J].大学物理,2006,25(2):13-15.GAO C Y,ZHU Q.The definition of polytropic process and the relation between it and the quasi-static process[J].College Physics,2006,25(2):13-15.(in Chinese)
- [3] 郑明阳,王天为,张国锋.理想气体热力学过程吸放热情况的图像判断法[J].物理与工程,2014,24(3):24-28.ZHENG M Y,WANG T W,ZHANG G F.A simple method to determine gaining or loosing heat in a thermodynamic process for an ideal gas system[J].Physics and Engineering,2014,24(3):24-28.(in Chinese)
- [4] 蓝风华.范德瓦尔斯气体的气压公式[J].物理与工程,2014,24(1):46-54.LAN F H.Barometric formula of van der Waals gas[J].Physics and Engineering,2014,24(1):46-54.(in Chinese)
- [5] 张万林.范德瓦尔斯气体的热力学性质研究[J].科技资讯,2008,14:209.ZHANG W L.Studies of the thermodynamic properties of van der Waals gas[J].Science and Technology Information,2008,14:209.(in Chinese)
- [6] 舒纯军,余先伦,姜友娥,等.范德瓦尔斯气体多方过程的研究[J].重庆三峡学院学报,2013,29(145):35-36.SHU C J,YU X L,JIANG Y C,et al.Studies on the polytropic process of van der Waals gas[J].Journal of Chongqing Three Gorges University,2013,29(145):35-36.(in Chinese)
- [7] 杨晓雪.大学物理[M].武汉:华中科技大学出版社,2014.
- [8] 付清荣,赵建东,张国梁.范德瓦尔斯气体热力学过程的研究[J].伊犁师范学院学报(自然科学版),2012,3:39-42.FU Q R,ZHAO J D,ZHANG G L.A Study on Thermodynamics Process of van der Waals' Gas[J].Journal of Yili Normal University (Natural Science Edition),2012,3:39-42.(in Chinese)
- [9] 尹钊,陈雪亮.范德瓦尔斯气体方程描述真实气体的成功与缺陷[J].聊城大学学报(自然科学版),2003,16(4):98-100.YIN Z,CHEN X L.The successes and defects of real gases of the van der Waals gas equation description[J].Journal of Liaocheng University (Natural Science Edition),2003,16(4):98-100.(in Chinese)
- [10] 朱元举.多方过程的实用解析[J].中国科技纵横,2013,23:248,250.ZHU Y J.Analyzing for the polytropic process[J].China Science & Technology Overview[J],2013,23:248,250.(in Chinese)