水沸腾 蒸汽压蒸汽泡内外压强差和肥皂泡的为什么不一样,不都有两个面吗?

我的奶泡分层了!打出分层的奶泡要怎么解决
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【导读】奶泡是利用蒸汽将外部空气打入牛奶中,然后再把他打散打绵, 没有这外部空气, 那蒸汽只会加热牛奶而已,而不会打出奶泡!! 有咖啡爱好者问起家用半自动咖啡机打奶泡不绵密的问题,针对这个问题进行一个小分析,下面将从四个方面对半自动咖啡机打奶泡不绵密的原因进行分析:
一、半自动咖啡机的蒸汽头角度
不要插得太深也不要太浅,太深是热牛奶太浅就会溅出来,将拉缸倾斜15度,刚好蒸汽嘴的那个头头在牛奶面向下1厘米的地方,家用的蒸汽棒要近一半插入牛奶。
二、打奶泡之前是否有放干蒸汽管中的水
半自动咖啡机蒸汽管中的蒸汽变凉后,会变成水残留在管中,因此,在每一次发泡牛奶之前,请先排放一下蒸汽,直到没有水从管中喷出为止,带水的蒸汽发泡出来的牛奶会产生大泡泡,被高温折磨的牛奶会在拉花杯里大声尖叫,发出隆隆的噪音,并发出刺耳的声音。
【进气】:打开蒸汽开始进气,观察牛奶表面,如果牛奶旋转起来没有听到滋滋滋的声音,说明气没打进去,这时需要把奶缸稍微下放一点,把喷嘴露出一点,以便进气,听到滋滋滋进气声的同时,停止下放奶缸,保持原处不动。这时要观察牛奶运动的状态,正常情况应该是边进气边液体边旋转,形成漩涡。下移奶缸进气的动作一定要细微渐进,不能过猛,听声音差不多是在进气状态就要稳住并停止下放。
【吸气】:牛奶进气时表面较大的气泡会随着旋转运动逐渐消失,目测表面看不出明显大气泡后,牛奶液体基本已经打成了细小泡沫状态的绵密奶泡时,这样基本完成了从液体到奶泡的形态转换。这时左手可把奶缸微微上抬,把喷嘴埋入牛奶表面以下,这之后的旋转过程温度会不断上升,此时重点留意通过奶缸表面感受到的温度,如果估计大概达到55-60度,则表明奶泡基本打发到位,可以关掉蒸汽棒。但这个吸气上移的动作一定要小心细微,不能有太大的晃动,否则又会破坏奶泡结构,导致打泡失败。打发奶泡的评判标准就是看是否绵密细腻,有不错的流动性。如果奶泡打得过与轻泡也算是失败的。
用家用咖啡机玩拉花的同学们,如果你一直都打不出均匀细腻的好奶泡,请不要沮丧。如果你家的蒸汽棒是类似图一这种带外壳无喷嘴的设计,而且能观察到蒸汽棒外壳上有小孔(下图),那么你打奶泡的姿势可能需要跟普通喷嘴有所不同——你打奶泡的时候就不需要浅插液面、打进空气,也不用考虑什么“哧哧”响声,直接从头到尾深埋牛奶,搅起旋涡就好了。
三、直接在牛奶的表面进行发泡,会产生大气泡
在使用半自动咖啡机发泡牛奶时,若您未将蒸汽管头部一半插入到牛奶中,满功率启动,而是直接在牛奶的表面进行发泡,会瞬间产生大量的大泡泡,致使牛奶发泡不绵密。对于牛奶的发泡,咖啡师说熟能生巧,多练习都能打发出绵密的奶泡的。千万不要重新加热牛奶,否则二次受热的蛋白质就不起作用了,而且味道也会变差。
四、牛奶原因
咖啡馆中使用的牛奶都是全脂牛奶,但牛奶与牛奶的质量也会有所不同,脂肪含量也会不同,因此不同的牛奶发泡的效果也会不一样。有些品质较差的全脂牛奶,发泡效果也不会太好。
我们店面用的是维记鲜牛奶,也可以用雀巢全脂纯牛奶或光明全脂发泡牛奶。
半自动咖啡机打出分层的奶泡要怎么解决:
1、将装有奶泡的拉花缸放垂直与台面进行碰撞,这样会使大的奶泡破灭成小的奶泡,大奶泡都破灭之后,水平摇晃拉花缸,让奶泡旋转碰撞,也会消除掉一些大奶泡,绵密的奶泡就像镜面一样很光滑,有光泽。
2、使用勺子将奶泡上面一层大奶泡刮掉,留下下面的绵密奶泡。
3、将装有奶泡的拉花缸倒入另外一个拉花缸。
参考视频:
顺便介绍其他家用器具打奶泡
电动打奶棒
电动打奶棒最大的特点在于价格便宜,方便携带,操作方便。将牛奶倒入杯中,然后使用电动打奶棒来打发牛奶即可。使用时,需要注意的问题是,如需牛奶发泡请用 70度的热牛奶或2-4度冷藏全脂纯牛奶。
手动打奶器
貌似这款器具在咖啡馆中也是很常见的,尤其是夏天在制作冰拿铁或是冰卡布的时候,多数咖啡馆也是使用手动打奶器来打奶泡。如果熟练掌握,还能打发出支持拉花的奶泡哦。使用方法是倒入1/3的牛奶,然后上下抽动那个拉杆,然后依据牛奶发泡程度来调节自已使用器具时需要抽动的次数,简单易用。也有朋友使用法压壶来打奶泡,其原理是差不多的。
电动奶泡壶
这种自动发泡牛奶的器具,也是今年才流行起来的,之前确实也是没有听说过。不过使用起来倒是相当便捷,比如下面这款奶泡壶可以发泡热牛奶或冰牛奶。具有自动加热功能,打发的奶泡也是相当绵密的,遗憾的是打发来的奶泡比较厚。使用方法就简单啦,将牛奶倒入上锅,一般也是到1/3的量,不然牛奶发泡会溢出。再按下发泡热牛奶或是冰牛奶的按键即可,也可只用于加热牛奶不发泡哦。
1.手动打奶器打出来的牛奶可否用来拉花?
答案是肯定的。我们先看espresso的简单解构,espresso具备两个最基本的特征,即上层是一层像咖啡色的泡沫,下面是黑色的咖啡液。这样的咖啡就可以用来制作拉花咖啡。那我们只要在咖啡杯中注入30ml左右的黑咖啡,再用打出来的奶泡,先倒进去一点点,然后用匙搅匀了,表面的白奶泡就变成了“有咖啡颜色的泡沫”了,而且它是浮在黑咖啡上面的。接下来,我们就可以用奶泡进行拉花了,我试过N次,呵,效果不错。不过用这样的液体制作的拉花咖啡,咖啡味儿太淡,拉层次感强的花有局限性,所以只能尝试,不提倡推广。当然,时不时用此方法练练手也是不错的。
2.为什么打的奶泡不融合?
奶泡一倒入浓缩中就马上和咖啡和合在一起,无法像高手拉花视频中的奶泡会在上面漂起?奶泡不够多,和牛奶混合不足,我有时候也是这样。
3.怎么样才能把牛奶混合的好呢?
就是牛奶和奶泡,怎么样才能把它混合好,拉花时,一倒下去不全白的?温度...温度很重要。在你打奶沫的时候,把你空着的手放到拉花杯上以感受牛奶的温度, 在你感觉到很烫 手已经不能继续放在拉花缸上的时候差不多就好了~再继续打的话,会使奶沫过硬。硬奶沫看起来很僵硬,当你把奶沫倒进咖啡时它和咖啡不会混在一起,而是象蓬松的打过的奶油一样堆积在你的咖啡上面。如果打得时间再长一点的话,它会分层,90%是流动的牛奶,以及一个浮在上面的厚厚的硬奶沫盖子。当你倒到咖啡里时,牛奶会从拉花杯中先流出来...所以要想牛奶和奶沫混合得好~温度是关键。奶泡打好后时间不能放的太长,不然也会分层。
4.如何才能打出多又质地细致的奶泡?
关于如何打好一份好的奶泡,在此提供一个傻瓜奶泡法,就是钢杯内倒入一半的牛奶,让蒸气管与牛奶垂直于正中央或是钢杯缘,然后让蒸气头刚好接触牛奶表面,然后就打开蒸气至1/2处,不要移动钢杯,在牛奶到达50度时慢慢关闭,于60度时刚好关闭,最后温度会到达66度,如此就可以打出一杯好奶泡 。
5.打奶泡要用哪种机型的意式机?
一般机器三,四,五孔的蒸汽头都是有的,只要稍加熟悉都是加以打出好奶泡来的。不过机器的,出蒸汽量,出蒸汽干湿程度,气孔的大小,对打奶还是有影响的。
6.为什么要用水练习打奶泡?
一是大家也知道,水是透明的,可以让你更加清楚的看到漩涡是如何形成的。
二是能更好的掌握孔数不一奶泡的打法!三是初学要切记,在你未能把奶泡打得绸稀状时要使用温度计,温度不能更好的掌握那么你所做的咖啡是不稳定的,可能你十次中 有一两次打出奶泡,但那可不是稳定的品质。
7.蒸汽打奶与用手工打奶的区别
首先手打的奶泡根本无法跟机器的蒸汽相比。蒸汽的细腻度使其打的奶泡很细腻、绵滑,蒸汽的辐射面广,打出来的奶泡会比较均匀,混合得比较好。手打主要通过滤网的小孔挤压,打出来的奶泡就是比较粗一些。
8.如何用宜家里买的电动打奶器做奶泡?
偶是自己用土办法打奶泡,感觉也不错。器具就是宜家里买的电动打奶器,9.9RMB。步骤:玻璃杯中加鲜奶1/3杯,微波炉加热高火45秒,打奶器搅拌1分钟,奶泡就成了。我是用法式压壶,滤出50ml咖啡,直接从奶沫上方正中倒入,可以看到咖啡逐渐与奶混合,洁白奶泡缓缓上升。
9.怎么制作奶泡?
方法一:以奶泡壶制作手工奶泡
1.将牛奶倒入奶泡壶中,份量不要超过奶泡壶的1/2,否则制作奶泡的时候牛奶会因为膨胀而溢出来。
2.将牛奶加热到60度左右,但是不可以超过70度,否则牛奶中的蛋白质结构会被破坏。注意!盖子与滤网不可以直接加热。(如制作冰奶泡则将牛奶冷却至5度以下,当然,不要冰过头而让牛奶结冰了。)
3.将盖子与滤网盖上,快速抽动滤网将空气压入牛奶中,抽动的时候不需要压到底,因为是要将空气打入牛奶中,所以只要在牛奶表面动作即可;次数也不需太多,轻轻地抽动三十下左右即可。
4.移开盖子与滤网,用汤匙将表面粗大的奶泡刮掉,留下的就是绵密的热(冰)奶泡。
方法二:用蒸气奶泡机制奶泡
先不要将蒸气管伸进牛奶中,因为蒸气管中可能有一些凝结的水,所以先把前段的蒸气放掉一些,顺便排出多余的水份。
将温度计插入容器中,然后将蒸气管斜插入牛奶里,打开蒸气开关。
慢慢的将把蒸气喷嘴位置调整到距离牛奶表面一点点的地方,但是千万不要高于液面,否则牛奶会溅得到处都是。当位置正确的时候会听到一种平稳的“嘶嘶”声,否则就会很大声或是几乎没有声音。
当奶泡充足之后,就可以将蒸气管埋深一点,让蒸气继续替牛奶加温。蒸气管埋的角度最好是刚好可以使牛奶旋转。
漫度到达60度-70度之间的时候就可以关掉蒸气开关。
用湿抹布将附着在蒸气管上的牛奶擦干净,同时再放出一蒸气,以免牛奶干了之后难以清理。
【打奶泡的五大个误区】
对于奶泡,有这样几个误区是我们要了解,这才能便于我们更好地理解奶泡。
第一误区:利用上下抖拉花缸,把表面粗泡沫去掉。这是很好的方法,但很多朋友对这种方法产生了很强的依赖,自己奶泡没有打好,不去总结为什么没有打好,而采用这种手段去弥补。长此以往,就产生了依赖,这里我一定说一下,如果仅靠这种方式来去粗泡沫,奶泡技术是没有办法提升的,也练不成拉花的高级技巧。
第二误区:用匙舀掉表面的粗泡沫。这个方法是我最排斥的。虽然在比赛中有些选手用些方法,但我认为这是其奶泡技术不过关,表面粗泡太多,抖也抖不掉,只能舀。但凡用类似手法来处理奶泡的,请一定加强你在打奶泡中蒸汽的控制技术。
第三误区:把奶泡打起了后,放置在旁边静一小会。这种方法很恼火,这是奶泡技术还没有入门的一种表现形式。这会使奶泡的分层加剧,热奶与奶沫的融合会很不容易完成,稍不注意,就变成奶是奶、沫是沫。整杯咖啡没有平衡口感。
第四误区:两个拉花缸来会倒时处于很高的位置,本来的目的是融合,反而激起更多的粗泡。
第五误区:奶泡没打好,怪蒸汽。笔者认为,咖啡机蒸汽压力(即锅炉压力)在0.8BAR是比较好掌握的打奶泡气压,这个压力打奶泡很绵长,也很容易把牛奶发泡的原理搞懂,但做一杯奶泡需要13秒左右,呵,没有压力大的快。如果气压在1.0或1.1BAR的话,那打奶泡的方式和方法会有所改变,但原理是一样的。(这一点要排除因蒸汽不纯,导致的“吐”的现像,拉花缸也抖得厉害,如出现这个现像,请把蒸汽排空,再充分加热一次试试就对了。)
如果你的异常泡分层了,那就做一杯分层拿铁吧
【分层拿铁拿铁做法】材料/Material
Espresso(浓缩咖啡):30ml
全脂牛奶:150ml
将150ml左右的全脂牛奶
在电动奶泡壶中
打出绵密细致的奶泡
倒入咖啡杯中
*注: 将奶杯在桌上轻轻地敲一会,使奶泡分层
将咖啡杯温热后
在咖啡机上
萃取30ml的espresso
(浓缩咖啡)
*注:温杯后更适于酝酿香气,
可使咖啡的香味完全释放出来~~
将制作好的浓缩咖啡
由中间缓慢倒入奶泡中
就可以看到漂亮的不同颜色层了~
*注:新手也可使用拉花针(引流棒),
插入打好的奶泡中间,沿着拉花针缓慢倒入至其中,这样更容易操作哦~
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19、计算气体分子算术平均速度时,为什么不考虑各分子速度的矢量性? 答:我们引进的物理量要有利于描述现象的基本特征,能深刻揭示事物的本质。讨论气体分子算术平均速度是研究大量分子运动的平均效应,如果考虑其矢量性,那么在平衡状态,分子沿任一方向的运动不比其他方向的运动占优势,分子的平均速度将为零。因此,不能反映分子运动情况。所以,一般教科书中讲的气体分子的平均速度是指分子运动速度的大小,是指速率。 20、一定质量的气体,保持容积不变,当温度增加时分子运动得更剧烈,因而平均碰撞次数增多,平均自由程是否也因此而减小? 答:根据平均自由程的计算公式 对于一定量的气体,体积不变,n就不变,故λ不变。至于说温度升高,运动加剧,因而平均碰撞次数会增加,两次碰撞之间平均间隔时间减小了,是否会使自由程减小?可以这样看, 温度升高了, 减小了,而 却增大了, 温度升高而减小。 ,。因此,平均自由程不因21、如果氢和氦的温度相同,摩尔数也相同,那么,这两种气体的 ①平均动能是否相等?②平均平动动能是否相等?③内能是否相等? 答:①一个分子的平均动能为 ,说明温度相同时,自由度数i不同的气体分子的平均动能也不等。氢为双原子分子,氦为单原子分子,因此,氢的平均动能比氦大。②平均平动动能只与温度有关,一个分子的 ,温度相同时,氢和氦分子的平均平动动能相等。③理想气体内能 ,虽然氢,氦的温度相同,摩尔数m/M也相同,但由于自由度数i不同,故两者内能不相等,氢比氦的内能大。 22、如果盛有气体的容器相对于某坐标系运动,容器内的分子速度相对于这坐标系也增大了,温度也因此而升高吗? 答:如果这个运动是匀速直线运动,气体的温度不会升高。盛有气体的容器相对于某坐标系运动,只是使大量分子热运动上附加了定向运动,这个定向运动没有加剧分子的热运动,因为它是有序运动,没有转化为分子的无规则的热运动。 23、装有一定量气体的容器以一定的速度运动着,容器的器壁是用绝热材料做成的。如果容器由于和外界摩擦而使运动突然停止,体积保持不变,那么,里面的气体的分子的运动将发生变化。问当气体再达到平衡状态时,温度是否增加了? 答:由于容器突然停止,容器内气体的平移将转化为杂乱无章的热运动,使分子热运动加剧。由于器壁与外界是绝热的,达到新的平衡状态时,气体温度便升高了。 24、试指出下列各式所表示的物理意义 ①②③ ④ ⑤ ⑥ 答:各式都表示热学系统在平衡状态下,一定温度时的一种能量表示式。其中 ① 是物质分子在温度T时每一个自由度上的平均能量。②是一个物质分子在温度T时的平均平动动能。③ 分子的平均总动能。。④ 是温度T时,自由度为i的一个物质是温度T时,1摩尔理想气体的内能。⑤ 是温度T是温度T时,m/M摩尔的理想气体分子的平均平动动能。⑥ 时,m/M摩尔理想气体的内能。 25、从分子热运动的观点怎样解释一定量的理想气体的内能 与自由度i以及温度T成正比? 答:从分子运动论可知,在平衡状态下,气体分子能量按自由度均分。对理想气体来说,除分子间碰撞的瞬时外,忽略不计分子间的相互作用力,而每一自由度的平均动能为 ,故i个自由度上各种运动的动能总和即为内能。所以T一定时,其内能与分子的自由度数i成正比。
绝对温度也是理想气体分子每一个自由度平均能量的量度,T越大,分子在每一个自由度的平均动能越大,故对定量的气体,i一定,它的内能也越大,和T成正比。 26、有两个容器,底面积以及口径都相等,如图所示。各装着质量相同和温度相同的水,现把它们放到电炉中去加热,问哪一个容器中的水容易沸腾?为什么? 答:容器底面积相同,即和电炉的接触面积也相同,可近似地看成具有相同的热源,水面空气的温度也近似相同。那末,虽然是同质量,同温度的水,由于图(b)中水的高度低,因而它的温度梯度大,根据
图(b)容器中传热快,其中的水就容易沸腾。 27、小两个肥皂泡,用玻璃管连通(如图),问其中哪一个肥皂泡将要缩小?缩到怎样的程度为止?
答:小肥皂泡不断缩小,大肥皂泡不断增大。这是由于小肥皂泡中空气的压强大,因而空气不断从小肥皂泡流入大肥皂泡(因为泡内外气体压强差 ,α为表面张力系数,△p与曲率半径R成反比)。因此,这一现象说明,吹制玻璃器皿或小孩吹泡泡,开始吹时,压强要比较大,吹大后要减小。当小泡缩小到半球面形状后,还要继续缩小,但这时曲率半径反而增大,当它和大泡曲率半径相同时便趋于稳定。 28、麦克劳气压计能否用来测量蒸汽压强?为什么?
答:麦克劳气压计测量待测气体真空度时,根据玻意耳定律得 ,其中α、V为仪器的常数,h为被压缩后的待测气体的压强。由于蒸汽在压缩时一般回凝结,从而不遵从玻意耳定律,既 。所以,麦克劳气压计不能用来测量蒸汽压。 29、分析下列两种说法是否正确? ①物体的温度愈高,则热量愈多?②物体的温度愈高,则内能愈大? 答:在一定的状态下,物体的内能有确定的值,它是状态的但值函数。热量是过程,不是状态量,离开热交换过程是毫无意义的,它是与传热过程相对应的能量交换的一种量度。 ①物体温度愈高,反映系统内分子运动愈剧烈,并不一定表明她向其他系统放出很多能量。不能说温度愈高,热量愈多。如绝热系统,热量为零。 ②对确定量的理想气体来说,温度愈高,则内能越大。如果不是理想气体,还要考虑分子间相互作用位能,温度升高,热运动动能增加了,但体积变化可使分子间的势能降低,则内能仍可能减少。 30、小球作非弹性碰撞时会产生热,作弹性碰撞时则不会产生热。气体分子碰撞是弹性是弹性的,为什么气体会有热能?
答:小球作非弹性碰撞时产生热,是小球损失的动能转化为热能,即小球损失的机械能变为小球微观分子的热运动能量。当小球弹性碰撞时,小球宏观运动动能无损失,小球分子又没有获得其他任何能量,所以不会产生热。
气体分子所以有热能,是气体分子本身总是处于不停息的杂乱无章的运动之中,这种分子运动动能就是热能。分子之间的弹性碰撞,不涉及宏观机械运动和分子热运动之间的能量转换问题。 31、理想气体的内能是状态的单值函数,对理想气体内能的意义作下面的几种理解是否正确? ①气体处在一定的状态,就具有一定的内能。 ②对应于某一状态的内能是可以直接测定的。③对应于某一状态,内能只具有一个数值,不可能有两个或两个以上的值。 ④当理想气体的状态改变时,内能一定跟着改变。 答:①气体处于一定状态,它具有确定的温度,因此,对给定的气体就具有一定的内能。②对应于某一状态的内能是不能直接测定的。我们用绝热方法可以测定两个状态的能量差,但不能测定某一定态的内能值。我们通常确定的内能是与绝对零度时的内能差,显然绝对零度时系统的零点能无法直接测定。③对应于某一平衡状态,有确定的温度,因而给定系统具有确定的内能,不能有两个或两个以上的值。④理想气体状态变化时,内能不一定跟着改变。如理想气体作等温变化,压强和体积变化了,但因温度不变,所以内能也不变。 32、系统由某一初状态开始,进行不同的过程,问在下列两种情况中,各过程所引起的内能变化是否相同? ①各过程所作的功相同。 ②各过程所作的功相同,并且与外界交换的热量也相同。 答:①根据热力学第一定律:Q=△E+A 当各过程所作的功相同,而系统与外界交换的热量Q不同时,引起的内能变化仍不同。②同理可知,内能的变化相同。 33、 根据热力学第一定律对微小变化的数学表达式:dQ=dE+dA
试就我们讨论过的简单过程分别说明: ①系统在哪些变化过程dQ为正?在哪些过程dQ为负?② 在哪些过程dE为正?在哪些过程dE为负?③ 能否三者同时为正?能否同时为负?
答:①等容升压、等温膨胀、等压膨胀等简单过程中,dQ为正。
等容降压、等温压缩、等压压缩等简单过程中,dQ为负。②等容升压、等压膨胀、绝热压缩等过程,温度都升高,所以内能增加,dE为正。 等容降压、等压压缩、绝热膨胀等过程,温度下降,所以dE为负。 ③等压膨胀时dQ、dE、dA同时为正,等压压缩时,三者同时为负。 34、摩尔数相同的三种理想气体:氧、氮和二氧化碳,在相同的初状态进行等容吸热过程,如果吸热相同,问温度升高是否相同?压强增加是否相同? 答:等容吸热过程中,系统不对外作功,它所吸收的热量等于系统内能的增量。由内能公式△E=(mi/2M)R△T可见,内能增量相同时,摩尔数(m/M)相同的理想气体,自由度数不同,则温度的升高量△T也不同。氧、氮是双原子分子,通常取I=5;二氧化碳是三原子分子,通常i=6。所以,氧和氮的温度升高相同,二氧化碳的温度升高量小些。 初始状态相同,摩尔数相同,故三种气体分子数的密度n相同。温度变化时,压强也变化,△P=nk△T,从而氮和氧的压强升高量比二氧化碳的升高量大。 35、两个一样的气缸,在相同的温度下作等温膨胀,其中一个膨胀到体积增为原来体积的两倍时停止;另一个则膨胀到压强降为原来压强的一半时停止。问它们对外所作的功是否相同? 答:一定质量的理想气体作等温膨胀时,当压强为原来的一半时,P1V1=(P1/2)V2,V2=2V1,即体积增为原来的两倍。可见两个气缸内气体的末状态相同。等温过程中,系统对外作功A=(m/M)RTR(V2/ V1),两个气缸内m/M、T、V2/ V1都一样,所以,对外作的功A 相同。 36、有摩尔系数相同但分子的自由度数不同的两种理想气体,从相同的体积以及相同的温度下作的等温膨胀,且膨胀的体积相同。问对外作功是否相同?向外吸热是否相同?如果是从同一初状态开始做等压膨胀到同一末状态,对外作功是否相同?向外吸热是否相同?
答:等温膨胀时△E=0,系统吸收的热量都用来对外作功Q=A-(m/M)RTR(V2/ V1)。 根据题设条件,两种气体等温,摩尔数相同,始末体积之比又相同,所以两种气体对外界作的功和吸收的热量都是相同的,与自由度数无关。
如果是等压过程,系统对外界作的功为A = P(V2- V1),它只与气体压强和始末体积之差有关。因此,自由度数不同的气体在题设条件下,对外作的功相同。至于向外界吸收的热量与CP有关,达到相同的末状态下,自由度数大的气体的定压摩擦热容CP也大,所以,两种气体因分子自由度数不同,吸收的热量也不同。 37、理想气体的CP>CV物理意义怎样?等压过程中内能变化能否用dE=(m/M)CPdT来计算? 答:理想气体的定压摩尔热容CP=CV+R,表示在等压过程中,一摩尔气体温度升高一度时,多吸取8.31焦耳的热量用来反抗外力而对外界作功。 等压过程中,气体吸收的热量一部分用来对外作功,一部分变为气体内能的增量。 dQ= dE+ dA =(m/M)CPdT∵
dA=PdV=(m/M)R dT
dE=dQ-dA=(m/M)(CP-R)dT
= (m/M)CV dT 因此,只能用dE = (m/M)CV dT来计算等压过程中内能的变化,不能用dE=(m/M)CPdT来计算内能的变化。
38、为什么气体的比热容的数值可以有无穷多个?什么情况下气体的比热容为零?什么情况下气体的比热容为无穷大?什么情况下是正?什么情况下是负? 答:通常把单位质量的某种其他温度升高1℃时所需要的热量称为该气体的比热容,它与热量一样是过程量。对一定量气体,从一个状态过渡到另一状态,其变化过程可以不同,则系统对外所作的功也不同,从而吸收的热量也不同。因为变化过程可有无限多个,所以,比热容也就有无限多个数量。
当变化过程是绝热过程时,dQ=0,因而不论系统温度升高还是降低,不与外界交换热量,则比热容为零。 如果等温过程,无论吸收多少热量,系统温度不变,则比热容为无穷大。如果等温膨胀,即从外界吸热,比热容为正无穷大;如果是等温压缩,即对外放热,比热容为负无穷大。 在多方过程中,气体热容公式为
式中n为多方指数,r为比热容比。因为r>1,所以,如果n>r或n<1,比热容C为正,即系统温度升高时,从外界吸热如果1<n<r,比热容C为负,系统温度升高时,向外界放出热量。 39、气体由一定的初状态绝热压缩至一定体积,一次缓缓的压缩,另一次很快的压缩,如果其他条件都相同,问温度变化是否相同? 答:绝热压缩过程中,外界对系统作的功使系统内能增加即温度升高。当缓慢压缩时,各处气体密度可以认为是均匀的而很快的压缩时,靠近活塞处气体密度大,压强也大。所以压缩至同样体积的过程中,快速压缩时外界对系统作的功多,系统温度增量很大。 40、气体内能从E1变到E2,对于不同的过程(例如等压、等容、绝热等三种过程),温度变化是否相同?吸热是否相同? 答:理想气体内能是温度的单值函数,它对一定量的某种理想气体来说,从E1到E2,不问什么过程,温度变化相同。 根据热力学第一定律Q=SE+A,等压过程吸收的热量除使内能增加外,还要对外作功;等容过程所吸收的热量全部用于增加内能;绝热过程不吸热。显然,理想气体内能从E1 到E2时 ,不同的过程,吸热不相同。 41、两条等温线能否相交?能否相切? 答:等温过程中,状态方程为PV=常数。则得等温线的斜率为 。假设图(a)中,不同的等温线相交于Q,则交点处PQ、VQ值是唯一确定的,在同一点上两条曲线的斜率相同,说明他们在该处重合。因此,这两条曲线要么是一条曲线,要么在该处相切,决不能相交。
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