理論上存在負熱容嗎

時間 2021-05-12 02:25:15

1樓:

當然存在啊!負熱容量是正常存在的物理學現象!

熱容量是過程量,不是狀態量;同一物質在不同的熱力學過程中會有不同的熱容量。

我們只考慮準靜態的熱力學過程,這樣壓強、溫度、熱容量有著較好的定義。熱容量定義為

從任意一本熱學教科書中都可以查到多方過程,我就不推導了,即如下的公式

上式是多方過程滿足的方程式,其中n是多方指數,C是多方過程熱容量。我們將多方指數變換一下,有

顯然絕熱指數 是大於1的。多方過程是乙個非常好的例子,我們將n從負無窮走到正無窮,看看熱容量是如何變化的。

當多方指數時,熱容量 ,即等容過程。

當n從負無窮向右走到零時,即n=0時,熱容量 ,即等壓過程。

當n繼續增大趨於1時,即 ,熱容量 ,是奇點,等溫過程;當 時,熱容量 ,仍是等溫過程。只有這乙個奇點

當 時,是絕熱過程,熱容量為零。

當多方指數時,熱容量 ,即等容過程。

2樓:

這取決於如何定義熱容,如果將熱容定義為

那熱容就可以小於0。比如理想氣體可逆膨脹過程,我們加熱系統令其吸熱,但保證

系統內能降低,溫度T下降,熱容為負數。

出現這個問題的根本原因在於 這個定義的缺陷,所有的熱力學的課程都會強調 是過程量,但從熱容的涵義理解,它應該是系統本身的性質,不應該取決於過程。

所以熱容更好的定義應該是 , 。這也是和其他學科,比如固體物理,更加符合的一種定義方式。

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