
aerothermodynami
gas
【化】 gas
【医】 gas; pneuma-; pneumato-
energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics
气体热力学是研究气体宏观热现象与微观分子运动规律之间关系的学科,它结合了热力学定律和气体分子运动论,主要探讨气体的热力学性质、状态变化过程以及能量转换规律。以下是详细解释:
气体(Gas)
指物质的一种聚集状态,分子间距大、相互作用力弱,具有可压缩性和扩散性。英文"Gas"源于希腊语"khaos"(混沌),17世纪由化学家范·海尔蒙特首次提出。
热力学(Thermodynamics)
由希腊语"thermos"(热)和"dynamis"(力)组成,研究热、功与能量转换的物理分支。核心包括四大定律:
理想气体状态方程
描述气体宏观状态的经典模型:
$$PV = nRT$$
其中$P$为压强,$V$为体积,$n$为物质的量,$R$为气体常数(8.314 J/mol·K),$T$为热力学温度。
分子运动论基础
工程热力学
燃气轮机、内燃机的热效率计算,涉及布雷顿循环、奥托循环等模型,例如卡诺效率公式:
$$eta = 1 - frac{T_C}{T_H}$$
大气物理学
绝热过程(如干绝热直减率 $gamma_d = 9.8^circ C/km$)解释云层形成与天气演变。
低温物理
真实气体范德瓦尔斯方程 $(P + frac{a}{V})(V - b) = RT$ 在液化气体技术中的应用。
高等教育出版社经典教材,系统阐述气体热力学与统计力学原理。
第3版第6章详述理想气体微观模型(Addison-Wesley出版社)。
美国国家标准与技术研究院数据库提供气体热力学参数实测值(https://webbook.nist.gov/chemistry/)。
注:因未搜索到具体网页,以上引用仅基于经典学术著作和权威机构公开数据库。实际撰写时可替换为最新在线资源链接。
气体热力学是热力学的一个分支,专门研究气体的热力学性质、状态变化规律及其与能量转换的关系。以下是核心概念的解释:
气体热力学以气体的宏观性质(如压力、体积、温度)和微观分子运动为基础,分析气体在热力学过程中的能量交换(如热量和功)以及状态变化。
热力学第一定律(能量守恒):
公式为 $$Delta U = Q - W$$
其中,$Delta U$为气体内能变化,$Q$为系统吸收的热量,$W$为气体对外做的功。适用于等温膨胀、压缩等过程。
热力学第二定律:
指出热量不能自发从低温流向高温,并定义了熵增原理(如气体自由膨胀时熵增加)。
理想气体状态方程:
$$PV = nRT$$
其中,$P$为压力,$V$为体积,$n$为物质的量,$R$为气体常数,$T$为温度。该模型假设分子无体积且无相互作用力,适用于低压、高温条件下的实际气体近似。
实际气体修正:
范德瓦尔斯方程 $$P = frac{nRT}{V-nb} - frac{an}{V}$$
引入参数$a$(分子间吸引力)和$b$(分子体积)修正实际气体行为。
如需进一步探讨具体过程或公式推导,可提供更详细的问题方向。
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