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熱力系統在某種因素推動下發生狀態變化的過程。熱力過程的特點反映在過程方程上,過程方程描述受特定過程約束的熱力狀態參數間的函數關係,由此可得出系統變化前後的狀態參數關係式。研究熱力過程,就是為了導出過程方程或初、終態的狀態參數關係式,以及系統與外界之間功和能量的交換。這些都是熱力學中分析計算熱力過程和熱力循環所必需的。對於單位質量的理想氣體,可逆的典型熱力過程有定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程和多變過程。

1 熱力過程 -熱力過程

 

2 熱力過程 -正文

  熱力系統在某種因素推動下發生狀態變化的過程。熱力過程的特點反映在過程方程上,過程方程描述受特定過程約束的熱力狀態參數間的函數關係,由此可得出系統變化前後的狀態參數關係式。研究熱力過程,就是為了導出過程方程或初、終態的狀態參數關係式,以及系統與外界之間功和能量的交換。這些都是熱力學中分析計算熱力過程和熱力循環所必需的。對於單位質量的理想氣體,可逆的典型熱力過程有定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程和多變過程。
  定容過程  容積 V保持不變的熱力過程,又稱等容過程,例如密閉容器內的加熱或冷卻過程。過程方程為:V=常數,因此根據狀態方程有:熱力過程式中p1p2T1T2、分別為系統初、終態的壓力和溫度。定容過程在p-V圖(見圖)上由垂直線1-2表示。它表明系統對外不作功,向系統輸入的熱量Q全部轉變成系統內能U的增加,即

熱力過程

式中m為系統的質量,cv為定容比熱容。

熱力過程熱力過程

  定壓過程  壓力p保持不變的熱力過程,又稱等壓過程。例如在大氣壓力下,氣缸中氣體的受熱膨脹。過程方程為:p=常數,因此V1/V2=T1/T2。它在p-V圖上由水平線3-4表示。這時,系統對外所作的功
        Wp(V2V1)=mR(T2T1)
  外界向系統輸入的熱量
        QH2H1mcp(T2T1)
式中R為理想氣體的氣體常數,cp為定壓比熱容;H為系統的焓。
  定溫過程  溫度T保持不變的過程,又稱等溫過程。例如室溫下緩慢地壓縮氣體的過程。過程方程為:T=常數,因此,p1V1=p2V2。它在p-V圖上由等邊雙曲線5-6表示,過程中向系統輸入的熱量等於系統對外界所作之功

熱力過程

  絕熱過程  系統與外界沒有熱量交換的熱力過程。例如氣體在氣缸內的絕熱膨脹。可逆的絕熱過程在過程進行中其熵不變,故又稱定熵過程。過程方程為:pVγ=常數,因此有:熱力過程式中熱力過程,稱為絕熱指數或比熱容比,其中cv為定容比熱容。絕熱過程在p-V圖上表示為高次雙曲線7-8,這時系統對外界所作的功

熱力過程

  多變過程  符合過程方程pVn=常數,其中多變指數n在過程中保持不變的熱力過程。參數關係式為

熱力過程

過程中向系統輸入的熱量

熱力過程

系統對外界所作的功

熱力過程

當多變指數n值分別取 0、1、γ、±∞時,多變過程就相應地成為前面提到的定壓、定溫、絕熱和定容過程。

 

3 熱力過程 -配圖

 

4 熱力過程 -相關連接

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