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用於熱力學教學的Python程式
運用程式語言計算及分析熱力學相關問題有助於學生對於熱力學之深入了解。本網站以「活塞內之氣體膨脹」及「計算真實流體焓與熵」為探討主題,撰寫Python程式分析不同情境下的例題。
01
活塞內之氣體膨脹
「活塞內之氣體膨脹」為熱力學的經典例題,闡述熱力學中能量平衡與熵平衡之概念。然而,一般教科書未深入討論在氣體膨脹過程中,活塞與側壁之摩擦生熱現象,此熱源不僅影響傳入系統之總熱量,亦為系統熵增(entropy generation)的來源。以下以三個實例來探討之。
02
利用Peng-Robinson Equation計算真實流體的焓與熵
Peng-Robinson equation能用於計算真實流體之焓與熵,然而計算過程繁複,學生初接觸時可能因為計算過於冗長,而未能深入了解該方程式與流體PV性質之關聯。以下撰寫程式計算真實流體之焓、熵、與逸壓係數(fugacity coefficient),此計算亦可用於評估系統是否達到氣液相平衡。
致謝
感謝台大化工系林祥泰教授在我教學生涯初期與我討論諸多熱力學的基礎問題,當初的討論成為發展這些程式的動力。
歡迎自由分享本網頁的相關資源。
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