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题目

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我们知道“气体绝热自由膨胀”过程,系统内熵是增加的.
而“气体绝热膨胀做功”过程,气体内部的熵怎么变化呢呢?目前我看到的书上答案都是“气体绝热膨胀做功”,气体内部的熵不变.原因是对外做功无热传导,所以熵不变.
首先我们要弄清楚：缓慢膨胀和快速膨胀是不一样的,气体绝热缓慢膨胀做功,可以看成是可逆过程；而气体绝热快速膨胀做功,是不可逆过程.
我们来研究“气体绝热快速膨胀做功”这个过程.如果我们把活塞、气体、以及被做功物（比如发电机）看成一个系统整体.我们知道,孤立系统进行不可逆过程,熵是增加的.那么问题来了,这个过程中,受功者电动机是机械能转化为电能.机械能和电能都是零熵的.所以受功者电动机的熵是不变的.而系统整体的熵要增加.那么只有气体内的熵增加了.但是现在所有书上讲“气体绝热快速膨胀做功”都说气体的熵不变.这不是矛盾了吗?
我们知道卡诺循环里面气体绝热膨胀压缩是可逆过程.既然可逆,证明卡诺循环里面气体绝热膨胀压缩都是缓慢进行的.
而我们实际中的压缩机是个典型的“气体绝热快速压缩”的例子.但是不管是物理书还是制冷书上都说压缩机压缩气体时,气体的熵是不变的.
这个怎么回事?

答案

1、应该是书上说得不准确,快速绝热做功膨胀确实是不可逆过程,熵应该增大.也有可能是前面还有准静态或者类似的词楼主没看清楚吧.
2、制冷机压缩气体的过程都视为理想过程,所以熵不变.