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物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|ENS283 What Does Clapeyron’s Equation Have to Do with Ice Skating?

如果你也在 怎样代写热力学Thermodynamics ENS283这个学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。热力学Thermodynamics是物理学的一个分支,涉及热、功和温度,以及它们与能量、熵以及物质和辐射的物理特性的关系。这些数量的行为受热力学四大定律的制约,这些定律使用可测量的宏观物理量来传达定量描述,但可以用统计力学的微观成分来解释。热力学适用于科学和工程中的各种主题,特别是物理化学、生物化学、化学工程和机械工程,但也适用于其他复杂领域,如气象学。

热力学Thermodynamics从历史上看,热力学的发展源于提高早期蒸汽机效率的愿望,特别是通过法国物理学家萨迪-卡诺(1824年)的工作,他认为发动机的效率是可以帮助法国赢得拿破仑战争的关键。苏格兰-爱尔兰物理学家开尔文勋爵在1854年首次提出了热力学的简明定义,其中指出:”热力学是关于热与作用在身体相邻部分之间的力的关系,以及热与电的关系的课题。” 鲁道夫-克劳修斯重述了被称为卡诺循环的卡诺原理,为热学理论提供了更真实、更健全的基础。他最重要的论文《论热的运动力》发表于1850年,首次提出了热力学的第二定律。1865年,他提出了熵的概念。1870年,他提出了适用于热的维拉尔定理。

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物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|ENS283 What Does Clapeyron’s Equation Have to Do with Ice Skating?

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|What Does Clapeyron’s Equation Have to Do with Ice Skating?

Now, how is Clapeyron’s equation (Equation 4.22) related or at least, allegedly, related to ice skating? It seems obvious that if a film of liquid water forms at the solid surface between a skate and ice then it can explain the lubrication process that makes it so simple to slip on ice. However, the origin of this liquid film is not that obvious and historically there have been debates on the underlying mechanism (Rosenberg 2005; Dash et al. 2006). One potential explanation for the observation is the decrease of the melting temperature of water with pressure; indeed, this has become a myth; “pressure melting became the standard textbook explanation, and it has been propagated through generations of students” (Dash et al. 2006). We can quickly demonstrate, however, that the resulting effect is minimal. An estimate of the decrease of melting temperature with pressure may be directly obtained from Clapeyron’s equation.
To that end, we apply Equation $4.22$ to the equilibrium between liquid and solid water, and obtain
$$
\frac{\mathrm{d} p^{\text {sat }}}{\mathrm{d} T}=\frac{\Delta_{\mathrm{s}}^1 h}{T \Delta_{\mathrm{s}}^1 v},
$$
where $\Delta_{\mathrm{s}}^1 h$ is the specific enthalpy of the transition from solid to liquid (melting) and $\Delta_{\mathrm{s}}^1 v$ is the difference in the specific volumes $v^1$ and $v^5$ of the liquid and solid phases, respectively. Inserting into Equation $4.26$ the respective values for these properties from Feistel and Wagner (2006) at a temperature $273.15 \mathrm{~K}$ and ambient pressure of $0.101325 \mathrm{MPa}$, we obtain
$$
\frac{\mathrm{d} p^{\mathrm{sat}}}{\mathrm{d} T}=\frac{333 \times 10^3 \mathrm{Jkg}^{-1}}{-90.7 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^3 \mathrm{~kg}^{-1} 273 \mathrm{~K}} \approx-1.34 \times 10^7 \mathrm{~Pa} \mathrm{~K}-1 \approx-13.4 \mathrm{MPa} \mathrm{K}^{-1}
$$

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考|How Do I Calculate the Chemical Potential?

Formally, as we have seen in Chapter 3 , the chemical potential is related to the partial molar volume as
$$
\left(\frac{\partial \mu_{\mathrm{B}, \mathrm{g}}\left(T, p, y_C\right)}{\partial p}\right){T, y_C}=V{\mathrm{B} \cdot} .
$$
In this equation, which is explicitly formulated for the gas phase $g$, and all subsequent equations we use $y$ for mole fractions in the gas phase and $x$ for mole fractions in the liquid phase; the symbols $y_C$ and $x_{\mathrm{C}}$ represent the complete set of molefractions for the mixture containing $C$ components.
In this section, we examine how to calculate the chemical potential for a range of materials and introduce several new quantities related to it. We shall show that the chemical potential and quantities derived from it have a vital part in the description and evaluation of the phase behavior of multicomponent systems. In particular, we shall touch upon the engineering application of these quantities and how an equation of state, which provides a relationship between the pressure of a fluid, its volume, composition and temperature, can deliver a thermodynamically consistent approach to that complex engineering task. The detailed implementation of these and other methods for treating phase behavior are beyond the scope of this text and the reader may consult specialized texts, e.g. see Walas (1985) or Tosun (2012).

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热力学代写

物理代写|热力学代写热力学代考|克拉珀龙方程与滑冰有什么关系?


现在,Clapeyron的方程(4.22)与滑冰有什么关系,或者至少据说与滑冰有什么关系?很明显,如果在滑板和冰之间的固体表面形成一层液态水薄膜,就可以解释润滑过程,这使得在冰上滑倒变得如此简单。然而,这种液体膜的起源并不是那么明显,历史上一直有关于其潜在机制的争论(Rosenberg 2005;Dash等人。2006)。一种可能的解释是水的熔化温度随着压力而降低;事实上,这已成为一个神话;“压力融化成为标准的教科书解释,它已经在一代又一代的学生中传播”(Dash et al. 2006)。然而,我们可以很快地证明,结果的影响是最小的。熔化温度随压力下降的估计可以直接从克拉珀龙方程得到。
为此,我们将方程$4.22$应用到液固水平衡中,得到
$$
\frac{\mathrm{d} p^{\text {sat }}}{\mathrm{d} T}=\frac{\Delta_{\mathrm{s}}^1 h}{T \Delta_{\mathrm{s}}^1 v},
$$
,其中$\Delta_{\mathrm{s}}^1 h$为固相向液(熔化)转变的比焓,$\Delta_{\mathrm{s}}^1 v$为固相和液相的比体积$v^1$和$v^5$之差。将Feistel和Wagner(2006)在温度$273.15 \mathrm{~K}$和环境压力$0.101325 \mathrm{MPa}$下的这些性质的各自值插入到方程$4.26$中,我们得到
$$
\frac{\mathrm{d} p^{\mathrm{sat}}}{\mathrm{d} T}=\frac{333 \times 10^3 \mathrm{Jkg}^{-1}}{-90.7 \times 10^{-6} \mathrm{~m}^3 \mathrm{~kg}^{-1} 273 \mathrm{~K}} \approx-1.34 \times 10^7 \mathrm{~Pa} \mathrm{~K}-1 \approx-13.4 \mathrm{MPa} \mathrm{K}^{-1}
$$

物理代写|热力学代写热力学代考|我如何计算化学势?


从形式上讲,正如我们在第三章中所看到的,化学势与部分摩尔体积有关,即
$$
\left(\frac{\partial \mu_{\mathrm{B}, \mathrm{g}}\left(T, p, y_C\right)}{\partial p}\right){T, y_C}=V{\mathrm{B} \cdot} .
$$
在这个方程中,它明确地表述为气相$g$,之后的所有方程我们都用$y$表示气相的摩尔分数,用$x$表示液相的摩尔分数;符号$y_C$和$x_{\mathrm{C}}$表示含有$C$组分的混合物的摩尔分数的完整集合。在本节中,我们将研究如何计算一系列材料的化学势,并介绍几个与之相关的新量。我们将表明,化学势及其衍生的量在描述和评价多组分体系的相行为中起着至关重要的作用。特别地,我们将涉及这些量的工程应用,以及提供流体压力、体积、组成和温度之间关系的状态方程如何能够为这一复杂的工程任务提供热力学一致的方法。处理相位行为的这些方法和其他方法的详细实现超出了本文的范围,读者可以参考专门的文本,例如,参见Walas(1985)或Tosun (2012)

物理代写|热力学代写Thermodynamics代考

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微观经济学代写

微观经济学是主流经济学的一个分支,研究个人和企业在做出有关稀缺资源分配的决策时的行为以及这些个人和企业之间的相互作用。my-assignmentexpert™ 为您的留学生涯保驾护航 在数学Mathematics作业代写方面已经树立了自己的口碑, 保证靠谱, 高质且原创的数学Mathematics代写服务。我们的专家在图论代写Graph Theory代写方面经验极为丰富,各种图论代写Graph Theory相关的作业也就用不着 说。

线性代数代写

线性代数是数学的一个分支,涉及线性方程,如:线性图,如:以及它们在向量空间和通过矩阵的表示。线性代数是几乎所有数学领域的核心。

博弈论代写

现代博弈论始于约翰-冯-诺伊曼(John von Neumann)提出的两人零和博弈中的混合策略均衡的观点及其证明。冯-诺依曼的原始证明使用了关于连续映射到紧凑凸集的布劳威尔定点定理,这成为博弈论和数学经济学的标准方法。在他的论文之后,1944年,他与奥斯卡-莫根斯特恩(Oskar Morgenstern)共同撰写了《游戏和经济行为理论》一书,该书考虑了几个参与者的合作游戏。这本书的第二版提供了预期效用的公理理论,使数理统计学家和经济学家能够处理不确定性下的决策。

微积分代写

微积分,最初被称为无穷小微积分或 “无穷小的微积分”,是对连续变化的数学研究,就像几何学是对形状的研究,而代数是对算术运算的概括研究一样。

它有两个主要分支,微分和积分;微分涉及瞬时变化率和曲线的斜率,而积分涉及数量的累积,以及曲线下或曲线之间的面积。这两个分支通过微积分的基本定理相互联系,它们利用了无限序列和无限级数收敛到一个明确定义的极限的基本概念 。

计量经济学代写

什么是计量经济学?
计量经济学是统计学和数学模型的定量应用,使用数据来发展理论或测试经济学中的现有假设,并根据历史数据预测未来趋势。它对现实世界的数据进行统计试验,然后将结果与被测试的理论进行比较和对比。

根据你是对测试现有理论感兴趣,还是对利用现有数据在这些观察的基础上提出新的假设感兴趣,计量经济学可以细分为两大类:理论和应用。那些经常从事这种实践的人通常被称为计量经济学家。

Matlab代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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