绝热曲线英文解释翻译、绝热曲线的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 adiabatic curve; adiabatics
相关词条:
1.adiabaticpath 2.adiabatics 3.adiabat
分词翻译:
绝热的英语翻译:
【化】 heat insulation
【医】 adiathermance; adiathermancy
曲线的英语翻译:
curve
【医】 curve
【经】 curve
专业解析
绝热曲线(Adiabatic Curve)在热力学中指的是一种特定过程的状态变化轨迹。其核心含义和详细解释如下:
1. 基本定义
- 绝热过程 (Adiabatic Process): 指系统在与外界进行状态变化时,没有热量交换(Q = 0)的过程。这意味着系统仅通过做功的方式改变其内能。
- 绝热曲线: 在描述系统状态的热力学坐标图(如 P-V 图、T-S 图)上,绝热过程所对应的路径或轨迹就是绝热曲线。它直观地展示了在绝热条件下,系统的状态参数(如压力 P、体积 V、温度 T)之间的关系如何变化。
2. 物理意义
- 绝热曲线代表了系统在完全隔热的理想条件下,状态发生变化的路径。
- 对于理想气体,在准静态绝热过程中,其状态变化遵循特定的方程(泊松方程),对应的 P-V 图上的绝热曲线是一条特定的幂函数曲线。该曲线比等温过程对应的双曲线(PV = 常数)更陡峭,因为在绝热压缩时,不仅体积减小导致压力升高,温度升高也会进一步导致压力升高;反之,绝热膨胀时,体积增大和温度降低共同导致压力下降得更快。
3. 数学表达(理想气体)
理想气体的准静态绝热过程满足泊松方程:
$$
PV^gamma = text{常数}
$$
其中:
- P 是压力
- V 是体积
- gamma = C_p / C_v 是比热容比(绝热指数),C_p 是定压比热容,C_v 是定容比热容。
由泊松方程推导,还可以得到其他形式的状态关系,如:
$$
TV^{gamma-1} = text{常数}
$$
$$
P^{1-gamma} T^gamma = text{常数}
$$
这些方程共同定义了 P-V 图、T-V 图、P-T 图上的绝热曲线形状。
4. 实际应用与重要性
- 理论模型: 是热力学循环(如卡诺循环、奥托循环、狄塞尔循环)分析的基础组成部分之一。理解这些循环的效率需要分析其包含的绝热过程(曲线)。
- 工程应用: 在分析压缩机、涡轮机、内燃机等设备的工作过程时,当过程进行得非常快以至于来不及发生显著的热交换,常近似视为绝热过程,其状态变化路径近似为绝热曲线。
- 大气科学: 在气象学中,空气团的垂直升降过程如果发生得很快,常被近似为绝热过程,其温度随高度的变化遵循干绝热直减率或湿绝热直减率,这对应于特定的状态变化曲线。
5. 相关概念区分
- 等温曲线 (Isothermal Curve): 代表温度保持恒定的过程(T = 常数)。在 P-V 图上,理想气体的等温曲线是双曲线(PV = 常数),比绝热曲线平缓。
- 多方曲线 (Polytropic Curve): 更一般的状态变化过程,满足 PV^n = 常数。当 n = gamma 时,即为绝热过程;当 n = 1 时,即为等温过程。
参考资料:
- Sears, F. W., & Salinger, G. L. (1975). Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics (3rd ed.). Addison-Wesley. (Chapter 4 详细推导了理想气体绝热过程方程及其曲线)
- 朱明善, 刘颖, 林兆庄, 彭晓峰. (2011). 工程热力学 (第2版). 清华大学出版社. (第 4 章 气体的热力过程,详细讨论了绝热过程及其在 P-V 图、T-S 图上的表示)
- Adiabatic Process. (n.d.). In Encyclopædia Britannica. (在线百科全书权威条目,解释绝热过程概念及其曲线含义)
- Oxford Reference. (n.d.). Adiabatic Process. (权威词典和参考资源,提供简洁定义)
网络扩展解释
绝热曲线是热力学中描述理想气体在绝热过程中压强(P)与体积(V)关系的曲线。以下是详细解释:
1.定义与物理意义
绝热过程指系统与外界无热量交换(Q=0)。绝热曲线通过方程 ( PV^gamma = text{常量} ) 表示(γ为气体的比热容比,即 ( gamma = C_p/C_v )),反映了绝热过程中气体状态参量的变化规律。
2.数学推导
- 由热力学第一定律和理想气体状态方程推导得出:
[
frac{dP}{dV} = -gamma frac{P}{V}
]
而等温过程的斜率为 ( frac{dP}{dV} = -frac{P}{V} ),因此绝热线斜率绝对值更大,曲线更陡峭。
3.微观解释
绝热压缩时,外界对气体做功使温度升高,导致相同体积下压强比等温过程更高;膨胀时则相反。这种温度变化是绝热线更陡的微观原因。
4.应用实例
- 声速计算:声波传播中气体压缩与膨胀近似为绝热过程,声速公式 ( a = sqrt{gamma P/rho} ) 即基于绝热方程推导。
绝热曲线直观展示了绝热过程中气体状态变化的独特规律,其陡峭性源于能量交换方式(仅通过做功)与温度变化的耦合效应。
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