热力学过程

系统属性注意：共轭变量以斜体显示

材料特性

• 属性数据库

可压缩性 β = − {\displaystyle \beta =-}
热膨胀 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

• 卡诺定理
• 克劳修斯定理
• 基本关系
• 理想气体定律

• 麦克斯韦关系
• Onsager 互惠关系
• 布里奇曼方程
• 热力学方程表

经典热力学考虑三种主要的热力学过程：(1) 系统中的变化，(2) 系统中的循环，以及 (3) 流动过程。

(1)热力学过程是系统的热力学状态发生变化的过程。 系统的变化定义为热力学平衡从初始状态到最终状态的转变。 在经典热力学中，过程的实际过程不是主要关注点，而且常常被忽略。 热力学平衡状态持续不变，除非它被启动热力学过程的热力学操作打断。 每个平衡状态分别由一组合适的热力学状态变量完全指定，这些状态变量仅取决于系统的当前状态，而不取决于产生该状态的过程所采用的路径。 通常，在热力学过程的实际过程中，系统可能会经历不能描述为热力学状态的物理状态，因为它们远离内部热力学平衡。 然而，非平衡热力学考虑系统状态接近热力学平衡的过程，并旨在描述沿路径的连续通道，以一定的进展速度。

作为一个有用的理论但实际上物理上无法实现的极限情况，一个过程可以被想象为几乎无限缓慢或平滑地发生，以允许它被平衡热力学状态的连续路径描述，当它被称为准静态过程时 . 这是微分几何的理论练习，而不是对实际可能的物理过程的描述； 在这种理想化的情况下，计算可能是准确的。

仔细考虑，真正可能或实际的热力学过程涉及摩擦。 这与理论上理想化、想象或限制但实际上不可能的准静态过程形成对比，准静态过程可能以避免摩擦的理论上的缓慢发生。 它还与周围环境中理想化的无摩擦过程形成对比，后者可能被认为包括“纯机械系统”； 这种差异接近于定义热力学过程。

(2) 循环过程使系统经历一个阶段循环，在某个特定状态下开始和完成。 系统阶段状态的描述不是主要关注点。 主要关注的是循环中物质和能量输入和输出的总和。 在热力学研究的早期，循环过程是重要的概念设备，而热力学状态变量的概念正在发展。

(3) 由通过系统的流量定义，流动过程是流入和流出具有确定壁特性的容器的稳定状态。 容器内容物的内部状态不是主要关注点。 主要关注的数量描述了流入和流出材料的状态，并且在侧面描述了容器的热传递、功以及动能和势能。 流动过程在工程中很重要。