熱力學

熱力學定律、焓、熵、自由能

絕熱過程(Adiabatic process)

絕熱過程(Adiabatic process)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯


絕熱過程是在熱力學(thermodynamics)當中常見的一個變化過程,指沒有任何能量以熱的形式進出系統(A process in which no energy as heat flows into or out of the system)。絕熱過程中系統不會與外界交換熱量、粒子,具有熱力學上重要的特性,經常被在熱力學當中被討論。

以熱力學方程式來解釋絕熱系統。在熱力學中,第一熱力學定律(The first law of thermodynamics)告訴我們:能量守恆;故系統內的能量為系統內所有粒子的位能與動能的總和。系統的內能(Internal energy, U)會因為熱(Heat, q)與功(Work, w)改變,所以內能的變化就可以表示為:

ΔU = q + w

擴散(diffusion)

擴散(diffusion)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

擴散(diffusion)是由於粒子(原子、分子及離子等)的無規則運動(熱運動)而產生從高濃度區域向低濃度區域轉移的質量遷移(mass transfer)現象。擴散主要是由於空間中兩區域的密度差所引起的,粒子彼此碰撞並不斷的移動,直到粒子在兩區域中均勻分佈的現象。在擴散過程中,粒子的遷移方向不是單一性,但是密度大的區域向密度小的區城遷移的粒子數,會多於密度小的區域向密度大的區域遷移的分子數。擴散現象屬於自發性過程(spontaneous process),造成系統的亂度增加,擴散現象證實一切物體的組成粒子都在不停地運動著。   

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