等容过程

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

在热力学中，等容过程，也称为定容过程、等容过程或等容过程，是一种热力学过程，在该过程中，经历这种过程的封闭系统的体积保持不变。 等容过程的例子是加热或冷却密封的非弹性容器中的内容物：热力学过程是增加或去除热量； 容器内容物的隔离建立了封闭系统； 并且容器不能变形强加了恒定体积条件。 这里的等容过程应该是一个准静态过程。

等容热力学准静态过程的特征是体积恒定，即 ΔV = 0。该过程不做压力-体积功，因为这种功由 W = P Δ V 定义， 其中 P 是压力。 符号约定使得系统对环境执行积极的工作。

如果该过程不是准静态的，则可能可以在体积恒定的热力学过程中完成工作。

对于可逆过程，热力学xxx定律给出了系统内能的变化： d U = d Q − d W

用体积变化代替功得到 d U = d Q − P d V

由于这个过程是等容的，dV = 0，之前的等式现在给出 d U = d Q

使用定容比热容的定义，cv = (dQ/dT)/m，其中 m 是气体的质量，我们得到 d Q = m c v d T {\displaystyle dQ=mc

对两边进行积分得到 Δ Q = m ∫ T 1 T 2 c v d T 其中 cv 是定容比热容，T1 是初始温度，T2 是最终温度。 我们得出结论： Δ Q = m c v Δ T

在压力体积图上，等容过程显示为垂直直线。 它的热力学共轭，一个等压过程将显示为一条水平直线。

如果在等容过程中使用理想气体，并且气体量保持不变，则能量的增加与温度和压力的增加成正比。 例如在刚性容器中加热的气体：气体的压力和温度将增加，但体积将保持不变。

理想的奥托循环是等容过程的一个例子，假设内燃机汽车中的汽油-空气混合物的燃烧是瞬时的。 气缸内气体的温度和压力增加，而体积保持不变。