
【机】 adiabatic
absolutely; desperate; exhausted; hopeless; ****** no allowance
【化】 thermal equilibrium
【医】 heat balance; thermal balance
绝热平衡是热力学系统中一种特殊的热平衡状态,指在绝热条件下(系统与外界无热量交换)达到的稳定状态。该概念包含两个核心要素:绝热过程(adiabatic process)和热力学平衡(thermodynamic equilibrium)。
从物理机制分析,绝热平衡需满足:
数学表达可参照热力学第一定律: $$ dU = delta W $$ 其中内能变化完全由做功引起。在准静态过程中可表示为: $$ dU = -P dV $$
典型应用包括:
该概念由玻尔兹曼在统计力学框架下完善,相关推导可查阅《热力学与统计物理》(冯端著)第7章。最新研究进展可参考《物理评论E》2024年关于非平衡态绝热系统的论文。
绝热平衡是热力学中一个特殊条件下的平衡状态,其核心特点与普通化学平衡存在显著差异。以下是详细解释:
对比项 | 绝热平衡 | 普通热平衡 |
---|---|---|
热量交换 | 完全隔绝($Delta Q=0$) | 允许热量传递 |
温度特征 | 内部温度均匀但高于/低于外界 | 体系温度与外界相等 |
平衡移动主因 | 自身反应热引起的温度变化 | 浓度、压力等外部条件改变 |
以中的反应为例: $$CO(g) + H_2O(g) rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g) quad Delta H < 0$$ 在绝热容器中,正反应放热导致体系温度升高。根据勒夏特列原理,升温会促使平衡逆向移动,最终达到的新平衡状态即为绝热平衡。
对于绝热过程,热力学第一定律可简化为: $$ Delta U = W $$ 其中体系内能变化($Delta U$)完全由做功($W$)引起,而普通平衡中$Delta U = Q + W$。
主要见于封闭反应釜、火箭发动机燃烧室等需要隔离热交换的工业过程。
通过以上分析可知,绝热平衡的本质是体系在能量封闭条件下通过自我温度调节实现的动态平衡。这一概念在化工生产与热力学计算中具有重要应用价值。
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