H = U + PV,PV 有什么物理意义? 有人说是体积功,实在匪夷所思,究竟该如何理解?

如题所述

H是一个状态量,U,P,V都表是状态量(状态量和过程量能否理解?),在这里理解为体积功(过程量)确实不大正确。PV的乘积也是在某种条件下物体的状态量。

这个焓的定义式其实是这么推导的,Q表示热量,d是微分符号。dU=-PdV+dQ(PdV表示元功),于是dQ=dU+PdV
在等压变化中,P不变,故dP=0,VdP=0.上式可以写成dQ+VdP=dU+PdV+VdP=dU+d(PV)而左边dQ+VdP=(dQ)p(P不变时的dQ记为(dQ)p,定义为dH),式子进一步写成
dH=dU+d(PV),写成积分形式,为H=U+PV.
PS:我大一下学期刚学完热学,但是课程太水,平时投入精力少,公式推导可能有不正确之处,希望谅解。希望回答对你有帮助。如果感觉不知所云,可以参考大学的热学教材,在关于热力学第一定律的章节中肯定会有介绍。追问

谢谢。
1、Q是过程量,状态量才可微分;dQ不是微分,而是一个无穷小量,
infinitesimal;焓是状态量,是理论上内能中可以转化为热能的量,
dH是微分,可以对H做任何形式的全导偏导,不引起任何争议,
同时解决了dQ带来的数学的麻烦与争执。
2、PdV是做功,毫无争议;PV不是功,只具有功的量纲。
PV表示在状态P、V下,PV之积也能转化为热能,计入H。
有这两个优点,微积分尽可放心运用。对否?

追答

这里哪,不方便打符号,dQ这个d实际上是打一个小杠的(你可以看相关书籍),就是为了避免和全微分混淆。
另外,PdV+VdP=d(PV),这是一个全微分,PV属于状态参量。U才是内能(俗话说热能),H是状态参量,它的意义主要就在于描述等压过程和绝热节流膨胀(等H过程)的状态参量。这里的几个量都是,都是状态参量,你不能说什么和什么转化为什么。
对于不同的热力学过程,我们引入方便的状态参量进行描述。P,V,U都有比较明确的物理意义,但很难说PV有什么物理意义。在我看来我们引入状态参量的目的就是方便我们描述热力学系统和热力学过程。
对于PV,有些文章确实在论证它是一种什么什么的能量,但是也不一定是正确的。限于我也没有很仔细的考虑过这个问题,我只把它当作状态参量。你可以搜索“H = U + PV,PV 有什么物理意义”,然后看看那些论证,自己看一看他们的论证是否严密吧,他们说的也不一定是对的,请自己甄别。

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