
【化】 thermodynamic change; thermodynamic process; thermodynamic transition
热力学过程是热力学系统中能量转换与物质状态变化的动态描述,其核心包含三个要素:系统边界定义、状态参量变化路径及能量交换形式。根据能量传递方式可分为四类基础过程:
等温过程(Isothermal process) 温度恒定条件下进行,遵循玻意耳-马略特定律,典型应用包括理想气体膨胀压缩实验。数学表达为: $$ Q = W = nRTlnfrac{V_2}{V_1} $$
绝热过程(Adiabatic process) 无热量交换系统,符合泊松方程$PV^gamma = text{常数}$,常见于燃气轮机快速压缩阶段。
等压过程(Isobaric process) 压力恒定时的体积变化,焓变计算公式$Delta H = Q_p$,锅炉加热属于典型实例。
等容过程(Isochoric process) 定容条件下的热量传递,内能变化$Delta U = Q_v$,密闭反应釜中的化学反应多属此类。
该术语的权威定义参考《朗文物理学词典》2009年版第683页,过程分类标准依据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布的《热力学术语手册》。实际工程应用案例可参见清华大学出版社《工程热力学》(第6版)第四章。
热力学过程是热力学系统从一个平衡状态变化到另一个平衡状态所经历的路径。它描述了系统如何通过能量交换(如热量传递、做功)实现状态变化。以下是其核心要点:
状态变化
涉及温度((T))、压强((P))、体积((V))、内能((U))等状态量的改变。
能量交换形式
等温过程((T)恒定)
等压过程((P)恒定)
等容过程((V)恒定)
绝热过程((Q=0))
循环过程
通过分析热力学过程,可优化能量转换效率或预测物质行为,是热力学研究的核心内容。
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