等温过程
编辑系统属性注意: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
在热力学中,等温过程是一种热力学过程,其中系统的温度 T 保持恒定:ΔT = 0。这通常发生在系统与外部热库接触并且系统缓慢发生变化时 足以让系统通过热交换不断调整到储层的温度(见准平衡)。 相反,绝热过程是指系统不与周围环境交换热量 (Q = 0)。
例子
编辑等温过程可以发生在任何具有某种调节温度手段的系统中,包括高度结构化的机器,甚至是活细胞。 一些热机循环的某些部分是等温进行的(例如,在卡诺循环中)。 在化学反应的热力学分析中,通常先分析等温条件下发生的情况,然后再考虑温度的影响。 相变,如熔化或蒸发,也是等温过程,通常情况下,它们发生在恒定压力下。 等温过程通常用作分析更复杂的非等温过程的起点。
等温过程对理想气体特别有意义。 这是焦耳第二定律的结果,该定律指出固定量的理想气体的内能仅取决于其温度。 因此,在等温过程中,理想气体的内能是恒定的。 这是因为在理想气体中没有分子间作用力。 请注意,这仅适用于理想气体。 对于液体、固体和真实气体,内能取决于压力和温度。
在气体的等温压缩中,系统会做功以减小体积并增加压力。 对气体做功会增加内能,并会增加温度。 为了保持恒温,能量必须以热量的形式离开系统并进入环境。 如果气体是理想的,进入环境的能量等于对气体所做的功,因为内能不会改变。 对于等温膨胀,提供给系统的能量确实对周围环境做功。 在任何一种情况下,借助合适的联动装置,气体体积的变化都可以执行有用的机械功。 有关计算的详细信息,请参阅工作计算。
对于绝热过程,由于容器绝缘良好,因此没有热量流入或流出气体,Q = 0。如果也没有做功,即自由膨胀,则内能没有变化。 对于理想气体,这意味着该过程也是等温的。
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