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【伪科普】思考同种气体混合与不同种气体混合的差别

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这是一个物理化学话题。涉及熵、浓度差、渗透压、量子、简并能等等。
此贴是由“同种气体的混合与不同种气体混合,这两种过程在热力学上存在差异”引起的思考,比较发散,可能看起来会晕,因为我自己也还没想清楚


IP属地:江苏1楼2017-04-12 14:49回复
    1.基础概念
    熵的物理意义是体系的混乱(无序)程度。与过程的自发性有关。从吉布斯自由能上看,熵变会对应一些能量。


    IP属地:江苏2楼2017-04-12 14:56
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      问题:同种气体的混合与不同种气体混合,这两种过程在热力学上存在差异
      一个有隔板的箱子,AB两室内是等温等压等体积的理想气体。抽出隔板,两边的气体混合到一起。
      1.如果AB两边装相同气体。则熵变△S=0
      2.如果AB两边装不同气体。△S>0。竟然还会放热!
      是什么造成了这种差异?

      问题延伸
      1.A边装气体a,B真空,抽出隔板。△S>0。
      A真空,B装气体a,抽出隔板。同样△S>0。
      然而两个过程叠加起来却,△S=0
      2.A装气体a,B真空
      B真空,A装气体b
      叠加起来,△S却真的是叠加了。
      本帖讨论这个问题


      IP属地:江苏3楼2017-04-12 15:06
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        先放结论。
        同种粒子之间相互排斥(这可是热力学上的理想气体分子,而不是同种电荷相互排斥,也不是同种磁极相互排斥)
        而不同种粒子间宏观上不体现出相互作用(微观上存在碰撞等)。


        IP属地:江苏4楼2017-04-12 15:14
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          从道尔顿分压定理看,两种不同气体的分压之和等于混合气体的压强,这是两种气体分别独立地作用在容器壁上。
          分压强和总压强。分压强可以反应相应气体分子的扩散过程,总压强反应的是气体的膨胀过程。(膨胀是顶着一个活塞,是密闭体系,扩散是开放体系)
          回到三楼的问题延伸上
          ”1.A边装气体a,B真空,抽出隔板。△S>0。
          A真空,B装气体a,抽出隔板。同样△S>0。
          然而两个过程叠加起来却,△S=0
          2.A装气体a,B真空
          B真空,A装气体b
          叠加起来,△S却真的是叠加了“
          为何情况1不能叠加,而情况2可以叠加?
          1中两个情况是相同气体,存在相互作用。
          反证:如果叠加,则“真空”一边存在a气体的分压,矛盾。
          2中两个情况是不同气体,没有相互作用。叠加之后,A装a气体,B装b气体,但B边的a气体分压=0,对于A边的a气体来说是真空的!


          IP属地:江苏5楼2017-04-12 15:27
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            同种排斥是很广泛存在的现象,包括之前也说过的电和磁。
            还有更加类似的现象。比如浓差电池和渗透压。在这里解释成同种排斥,与正经解释其实没有本质差别,是相对的。
            渗透压可以解释成溶质的浓度不同,溶质对水的吸引力大小不同。反过来,把溶质当成水中的杂质,影响了水的浓度,影响水分子之间的排斥。水分子浓度高(稀)一边的水就被排斥力挤到另一半去了。


            IP属地:江苏6楼2017-04-12 15:34
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              最相似的当然还是量子。
              如果两个量子相同,抽去隔板后能量不变。
              如果两个量子不同,抽出隔板后能量降低。
              从波函数的角度来说,相同量子的波函数是干涉叠加。不同于直接用加号。
              而两个不同量子,就直接相加了,之间没有相互作用(干涉)。对于量子1来说,量子2有没有都无所谓。


              IP属地:江苏7楼2017-04-12 15:46
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                不相容原理:不允许存在两个状态相同的费米子。
                电子之间的排斥,除了负电荷之间的排斥,还存在不相容原理对应的排斥力,这个力对应着电子简并能。
                仅仅凭电磁相互作用,是无法抵抗许多星体在万有引力下向内坍塌的,而电子简并能维持着恒星的体积,而不塌缩成白矮星
                同样的,存在中子简并能,抵抗中子星塌缩成黑洞。


                IP属地:江苏8楼2017-04-12 15:53
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                  自己顶。。


                  IP属地:江苏来自Android客户端9楼2017-04-12 17:20
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                    理想气体混合放热?我一定学了假的物化


                    IP属地:广东来自Android客户端11楼2017-04-12 17:50
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                      你图上的竖线没画直


                      IP属地:江苏12楼2017-04-12 17:55
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                        惊现两大吧主和一个小吧主
                        合个影


                        14楼2017-04-13 21:25
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