请教一个热力学问题
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请教三个关于工程热力学的问题，有学的请进。~
为何可逆过程必须是准静态过程？实际上就是要回答如果不是准静态过程，那么一定不可逆。
首先要说的是上述命题并非完全正确（但据我所知仅存在一个反例）。例如气体（或其它物态）等容过程无论是否准静态（无非体积功），做功都是零。这样Q=deltaU，仅取决于系统始终态。假定先快速（非静态）升温，此时吸热量Q=deltaU，再缓慢（或快速）降温至初始温度，则系统放出等量的热。系统和外界同时复原，可见原先的非静态过程是可逆的。
而任何涉及体积变化的过程，如果是非静态过程，则一定不可逆。（以下仅讨论这种情况）
体积功取决于外力的大小。在涉及体积变化的情况下，准静态过程中系统和外界的压强必须仅相差一个无穷小（否则不可能准静态，完全相同时，体积不会变化），因此准静态过程的体积功可以用=-积分（pdV）计算，其中p为系统压强。对于某种特定的准静态压缩过程，例如等温准静态压缩（或其它任意的明确的准静态过程），该过程总可以非静态地进行，而非静态压缩过程的每一微小步骤中，p外 总是要明显大于 p系统 的【注】（如果相同就不会被压缩，如果仅大一个无穷小，就必然是准静态过程）。因此压缩过程外界做功量（-积分（p外dV））总是比对应的准静态过程来得大（对于相同的始终态）。相反膨胀过程中，非静态过程外界“得到”的功总是比对应的准静态过程来的小。
对于一个无摩擦准静态过程，只要令其沿原路径逆向准静态运行至系统恢复原状，那么前一（例如压缩）过程外界做的功一定会在逆过程中全部“还给”外界，从而外界恢复原状。即原过程是可逆的。
对于一个非静态过程（例如上面说的非静态压缩）发生后，无论你用哪种方法将系统恢复原状，你都不可能将前面压缩消耗的功全部“还给”外界。 也就是说当系统恢复原状时，外界必定有一部分功变成了热（根据能量守恒）。即外界无法恢复原状，故非静态过程不可能是可逆的。
【注】此处并非很严格。非准静态过程的中间状态不是平衡态，没有一个统一的p内（而是呈现出梯度分布），可以将系统分为很多个小部分，每一小部分的压强都会小于p外。
可逆过程的概念比较抽象，难以透彻理解，你问的问题的本质原因也较难用简洁的语言说透。对上述回答仍有疑问，欢迎继续提出。
首先要理解两个定义：
可逆过程----一个系统由某个状态出发经过某一过程达到另一状态，如果存在另一过程，能使系统回到原来的状态，同时消除了原来的过程对外界所引起的一切影响，则原来的过程就称为可逆过程”。
准静止状态 -- 准静态过程是“热力学系统在变化时经历的一种理想过程，准静态过程的每一个中间状态都处于平衡态”。或者可以更明确的定义：热力学系统状态发生变化时，经历的每一中间状态都无穷接近于平衡态的热力过程称为准静态过程。
因为可逆过程定义中的初态和终态是任意的，所以定义的第一个意义是系统经历一个可逆过程后，可以严格地按照原来的途径返回到最初的状态，因此可逆过程必然是准静态过程。该定义的另外一个意义是，可逆过程中不存在任何的耗散损失，因此，在按其反过程返回初态后，没有给外界留下任何的痕迹。
因为准静态过程中的每一中间状态都处于平衡态。任何过程进行时必然破坏原来的平衡，使系统处于非平衡态。要使系统达到新的平衡态需要一定的时间，称为弛豫时间。这个时间的长短由促成平衡的过程性质决定。
因为非平衡态的过程必然伴随着熵的增加。
动态会引起能量的耗散，
请教一个热力学问题视频
相关评论：14740989295：急求一个热力学\/物理化学问题,求比热容的,咋算不出来啊?
步骨寇根据热力学第一定律，内能变化=吸热量-对外做功（膨胀功），同时内能变化=摩尔量*定体热容*温度变化。应用到本题，注意最后要求的单位是KJ\/(kg*K)：66.8-267=n*Cv*（27-162），这个算出来的单位是kJ\/(mol*K)，换算成KJ\/(kg*K)：1KJ\/(mol*K)=1KJ\/[(1000\/M)*K]=M KJ\/(kg*K)，...
14740989295：高一热力学问题
步骨寇解：1、篮球内原有气体压强为P1，体积为V，打入n次气后，以原有的气和打入的气一起作为研究对象，根据理想气体状态方程，按等温过程考虑，则有：P1*V+p0*(n*v0)=P2*V 解得P2=P1+n*p0*v0\/V 2、若改为抽气筒，则每次抽走的体积显然为v0，且抽走的气体压强和球内剩余气体的压强相等。先...
14740989295：求教个热力学问题,达人帮帮忙
步骨寇原命题犯了一个概念错误，这个错误很容易犯。就是Qp=△H的成立条件是什么？对于准静态等压过程这个式子无疑成立。问题中的过程不是准静态等压过程（而是外压恒定的非准静态过程），该式未必成立。对于非准静态过程，Qp=△H成立的条件是什么呢，系统p1=p2=p外。p1，p2表示系统初态和终态的压强（...
14740989295：一道热力学题,求大神过程,谢谢
步骨寇V空 = V水—V油 = 0.00918-0.0075=0.00168m^3\/s。是正值，说明是流出，流量是：体积流量为0.00168m^3\/s，即每秒0.00168立方米，或每秒1.68升的体积流量。你也可根据1个大气压（0.101325MPa）、20℃、空气密度和气态方程换算成质量流量，或者是换算称为摩尔流量等等，这个你自己算吧。
14740989295：大学物理 热力学的问题 麻烦详细解释解释
步骨寇2，所以T1比T2等于2^2\/7:1,又因为分子平均动能与温度成正比，所以平均速率v1：v2等于2^1\/7:1，答案选D 这题画pv图更容易一些，先是做绝热膨胀，然后等压膨胀，最后等温收缩（注意绝热过程比等温过程的图线更陡），根据图像可知这是一个逆循环，它对外界做负功，放出热量，答案选A。
14740989295：一个高中物理热力学小问题,大神快来
步骨寇总之，你要搞清楚对象，一句话就是：物体1对物体2做了正功，那么对于物体1来说，他的能量是减少的，所以W为负，物体2则对物体1做了负功，所以W为正。还有其它物理问题请到百度贴吧“长沙初高中物理吧”找我。你完全可以把图片中的W理解为能量的变化量！！！而不是做功的正负 ...
14740989295：热力学问题请教 ████████
步骨寇其实这两个问题都差不多的，都与气体的体积有关（分子间存在引力与斥力），非理想气体存在体积能，至于关系比较复杂，不是很记得公式了，自己查下吧。第一个问题的话，可以让气体在绝热过程不做功过程中（气体外面为真空），自由扩散使体积增大，则气体温度会下降。第二个的话，虽然绝热但氨气在喷出...
14740989295：高二物理热力学问题
步骨寇由于电阻丝放热，气缸壁和隔板均绝热，右侧气体温度必然升高。由气体方程PV=nRT，如果体积不变的话，必然导致压力P增大，但是中间隔板可在气缸内无摩擦滑动，所以右侧体积必然增大，达到左右两侧压力相等为止。
14740989295：一个热力学概念问题
步骨寇但对于两个环境（15℃，20℃），按照克劳休斯的求法，都是ΔQ\/T环境，所以熵变（熵减少）是不相等的。这个没有矛盾。熵不满足守恒律，因为你讨论的过程是热力学的不可逆过程，体系加环境的总熵是会增加的。热力学上的可逆加热是：每次用比体系温度高δT的环境作为热源进行加热，其中δT是理论上...
14740989295：工程热力学的问题,照片里第二题怎么解
步骨寇供楼主参考。第一题 1、求两侧空气质量 m1=P1V1\/(RgT1)=400000×0.1\/(287×313.15)=0.445 kg m2=0.2377 kg 2、求平衡时的温度 t 将两侧气体做一个整体。因为绝热Q=0，且不对外做功W=0，因而 Q=△U+W 得 △U=0 即 m1cv(t-t1)+m2cv(t-t2)=0 得 t=(m1t1+m2t2)\/(m1+...
问题一：鄙人认同你的观点，试想向刚性容器隔板一侧气体向另一侧真空绝热膨胀不也没有能量交换吗？但系统的热力状态的确是改变了。
问题二：少了一个前提，即干球温度要相同才能比较。书中答案错了。或者说题目没出好。
问题三：我想应该用第一热力学能微分方程式dU=0，因为知道状态方程直接带入微分方程求个偏导即可。具体式子这里就不熬述了。这里你要注意，符合范德瓦尔方程的气体不是理想气体，dU=0不代表T不变。符合PV=RT的才是理气。
鄙人水平有限，但还是希望能对你有一点点帮助吧。
你的核心问题是第一个问题第一问题中物体的内能是状态量，在讨论内能改变时（过程）是用通过做的功和传的热讨论，但是一个物体的内能大小（状态）还与物体的体积和物质的量由关，因为物体的内能是其内部大量分子无规则运动的动能和分子势能的总合，温度决定分子运动的平均速率，体积决定分子势能的大小，物质的量觉得分子个数多少。
第二个问题，气体液化可以采用三种方式，降温，加压，降温同时加压，所以钢瓶中的液氮可以在5P0的压强下温度为20度，克拉伯龙方程PV=nRT,液氮出口后压强为一个大气压强，所以热力学温度会降低。
液态转为气态一定要经过液气临界点的。
为何可逆过程必须是准静态过程？实际上就是要回答如果不是准静态过程，那么一定不可逆。
首先要说的是上述命题并非完全正确（但据我所知仅存在一个反例）。例如气体（或其它物态）等容过程无论是否准静态（无非体积功），做功都是零。这样Q=deltaU，仅取决于系统始终态。假定先快速（非静态）升温，此时吸热量Q=deltaU，再缓慢（或快速）降温至初始温度，则系统放出等量的热。系统和外界同时复原，可见原先的非静态过程是可逆的。
而任何涉及体积变化的过程，如果是非静态过程，则一定不可逆。（以下仅讨论这种情况）
体积功取决于外力的大小。在涉及体积变化的情况下，准静态过程中系统和外界的压强必须仅相差一个无穷小（否则不可能准静态，完全相同时，体积不会变化），因此准静态过程的体积功可以用=-积分（pdV）计算，其中p为系统压强。对于某种特定的准静态压缩过程，例如等温准静态压缩（或其它任意的明确的准静态过程），该过程总可以非静态地进行，而非静态压缩过程的每一微小步骤中，p外 总是要明显大于 p系统 的【注】（如果相同就不会被压缩，如果仅大一个无穷小，就必然是准静态过程）。因此压缩过程外界做功量（-积分（p外dV））总是比对应的准静态过程来得大（对于相同的始终态）。相反膨胀过程中，非静态过程外界“得到”的功总是比对应的准静态过程来的小。
对于一个无摩擦准静态过程，只要令其沿原路径逆向准静态运行至系统恢复原状，那么前一（例如压缩）过程外界做的功一定会在逆过程中全部“还给”外界，从而外界恢复原状。即原过程是可逆的。
对于一个非静态过程（例如上面说的非静态压缩）发生后，无论你用哪种方法将系统恢复原状，你都不可能将前面压缩消耗的功全部“还给”外界。 也就是说当系统恢复原状时，外界必定有一部分功变成了热（根据能量守恒）。即外界无法恢复原状，故非静态过程不可能是可逆的。
【注】此处并非很严格。非准静态过程的中间状态不是平衡态，没有一个统一的p内（而是呈现出梯度分布），可以将系统分为很多个小部分，每一小部分的压强都会小于p外。
可逆过程的概念比较抽象，难以透彻理解，你问的问题的本质原因也较难用简洁的语言说透。对上述回答仍有疑问，欢迎继续提出。
首先要理解两个定义：
可逆过程----一个系统由某个状态出发经过某一过程达到另一状态，如果存在另一过程，能使系统回到原来的状态，同时消除了原来的过程对外界所引起的一切影响，则原来的过程就称为可逆过程”。
准静止状态 -- 准静态过程是“热力学系统在变化时经历的一种理想过程，准静态过程的每一个中间状态都处于平衡态”。或者可以更明确的定义：热力学系统状态发生变化时，经历的每一中间状态都无穷接近于平衡态的热力过程称为准静态过程。
因为可逆过程定义中的初态和终态是任意的，所以定义的第一个意义是系统经历一个可逆过程后，可以严格地按照原来的途径返回到最初的状态，因此可逆过程必然是准静态过程。该定义的另外一个意义是，可逆过程中不存在任何的耗散损失，因此，在按其反过程返回初态后，没有给外界留下任何的痕迹。
因为准静态过程中的每一中间状态都处于平衡态。任何过程进行时必然破坏原来的平衡，使系统处于非平衡态。要使系统达到新的平衡态需要一定的时间，称为弛豫时间。这个时间的长短由促成平衡的过程性质决定。
因为非平衡态的过程必然伴随着熵的增加。
动态会引起能量的耗散，
你没回答我的问题
或者我这样问你，非准静态过程为何熵会增加
平衡态的一个特点是熵处于当前约束下的最大值，反之在当前约束下熵最大的情况就是平衡态。通过改变约束后，如果这个时候系统的熵已经是最大的话，那么就会保持，不会有非平衡态的过程。只有改变约束，而造成当前情况的熵不是新约束下熵可能的最大值时，才会有非平衡态过程。
我查百度，有个地方说，非准静态过程中有什么非平衡耗散（力的，化学的耗散），我感觉这个跟能量耗散有点差不多，但到底什么是非平衡耗散
抱歉，这个问题超出了我的能力。非平衡态的研究已经不是一般的本科课程。
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步骨寇根据热力学第一定律，内能变化=吸热量-对外做功（膨胀功），同时内能变化=摩尔量*定体热容*温度变化。应用到本题，注意最后要求的单位是KJ\/(kg*K)：66.8-267=n*Cv*（27-162），这个算出来的单位是kJ\/(mol*K)，换算成KJ\/(kg*K)：1KJ\/(mol*K)=1KJ\/[(1000\/M)*K]=M KJ\/(kg*K)，...
步骨寇解：1、篮球内原有气体压强为P1，体积为V，打入n次气后，以原有的气和打入的气一起作为研究对象，根据理想气体状态方程，按等温过程考虑，则有：P1*V+p0*(n*v0)=P2*V 解得P2=P1+n*p0*v0\/V 2、若改为抽气筒，则每次抽走的体积显然为v0，且抽走的气体压强和球内剩余气体的压强相等。先...
步骨寇原命题犯了一个概念错误，这个错误很容易犯。就是Qp=△H的成立条件是什么？对于准静态等压过程这个式子无疑成立。问题中的过程不是准静态等压过程（而是外压恒定的非准静态过程），该式未必成立。对于非准静态过程，Qp=△H成立的条件是什么呢，系统p1=p2=p外。p1，p2表示系统初态和终态的压强（...
步骨寇V空 = V水—V油 = 0.00918-0.0075=0.00168m^3\/s。是正值，说明是流出，流量是：体积流量为0.00168m^3\/s，即每秒0.00168立方米，或每秒1.68升的体积流量。你也可根据1个大气压（0.101325MPa）、20℃、空气密度和气态方程换算成质量流量，或者是换算称为摩尔流量等等，这个你自己算吧。
步骨寇2，所以T1比T2等于2^2\/7:1,又因为分子平均动能与温度成正比，所以平均速率v1：v2等于2^1\/7:1，答案选D 这题画pv图更容易一些，先是做绝热膨胀，然后等压膨胀，最后等温收缩（注意绝热过程比等温过程的图线更陡），根据图像可知这是一个逆循环，它对外界做负功，放出热量，答案选A。
步骨寇总之，你要搞清楚对象，一句话就是：物体1对物体2做了正功，那么对于物体1来说，他的能量是减少的，所以W为负，物体2则对物体1做了负功，所以W为正。还有其它物理问题请到百度贴吧“长沙初高中物理吧”找我。你完全可以把图片中的W理解为能量的变化量！！！而不是做功的正负 ...
步骨寇其实这两个问题都差不多的，都与气体的体积有关（分子间存在引力与斥力），非理想气体存在体积能，至于关系比较复杂，不是很记得公式了，自己查下吧。第一个问题的话，可以让气体在绝热过程不做功过程中（气体外面为真空），自由扩散使体积增大，则气体温度会下降。第二个的话，虽然绝热但氨气在喷出...
步骨寇由于电阻丝放热，气缸壁和隔板均绝热，右侧气体温度必然升高。由气体方程PV=nRT，如果体积不变的话，必然导致压力P增大，但是中间隔板可在气缸内无摩擦滑动，所以右侧体积必然增大，达到左右两侧压力相等为止。
步骨寇但对于两个环境（15℃，20℃），按照克劳休斯的求法，都是ΔQ\/T环境，所以熵变（熵减少）是不相等的。这个没有矛盾。熵不满足守恒律，因为你讨论的过程是热力学的不可逆过程，体系加环境的总熵是会增加的。热力学上的可逆加热是：每次用比体系温度高δT的环境作为热源进行加热，其中δT是理论上...
步骨寇供楼主参考。第一题 1、求两侧空气质量 m1=P1V1\/(RgT1)=400000×0.1\/(287×313.15)=0.445 kg m2=0.2377 kg 2、求平衡时的温度 t 将两侧气体做一个整体。因为绝热Q=0，且不对外做功W=0，因而 Q=△U+W 得 △U=0 即 m1cv(t-t1)+m2cv(t-t2)=0 得 t=(m1t1+m2t2)\/(m1+...
