
【化】 thermostatic process
constant temperature
【化】 constant temperature
course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process
恒温过程(Constant Temperature Process)在热力学中特指系统温度保持恒定不变的状态变化过程,其核心特征是过程中系统与外界环境通过热交换维持温度稳定。该术语的汉英对照及专业解释如下:
$$ Delta T = 0 $$
过程中系统温度(T)恒定,内能变化($Delta U$)仅取决于热力学第一定律:
$$ Delta U = Q - W $$
其中 Q 为吸热量,W 为系统做功。
对理想气体,恒温过程满足玻意耳定律(Boyle's Law):
$$ PV = text{常数} $$
压强(P)与体积(V)成反比变化,温度不变。
恒温膨胀/压缩是卡诺热机效率理论的核心环节,其最大效率公式为:
$$ eta = 1 - frac{T_C}{T_H} $$
($T_C$、$T_H$ 分别为冷/热源温度)。
恒温动物(如哺乳类)通过代谢调节维持体温,符合生物学中的动态恒温过程。
化工生产中常用夹套换热或反馈控制实现反应体系的恒温操作,确保反应速率稳定。
《Thermodynamics: An Engineering Approach》(Yunus Çengel, Michael Boles)第7章详细解析等温过程的热力学计算。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将"Isothermal Process"定义为:"A process during which the temperature of the system remains constant."(IUPAC金皮书)。
美国机械工程师协会(ASME)发布的过程控制标准(ASME PTC 19.3)涵盖恒温系统的设计与验证规范。
以上内容综合热力学基础理论、工程应用及权威机构定义,确保术语解释的准确性与参考价值。
恒温过程是指系统在温度保持不变的条件下发生的物理或化学变化过程。这一概念在不同学科中有具体表现:
热力学中的等温过程(核心理论模型) 在理想气体中,等温过程遵循玻意耳-马略特定律: $$ PV = text{常数} $$ 其中温度恒定导致系统内能变化为零(ΔU=0),此时吸收的热量全部转化为对外做功(Q=W)。例如气缸与恒温热源接触时的缓慢膨胀。
工程应用中的恒温控制 实际应用中通过反馈调节实现温度稳定,如:
生物学意义 恒温动物(鸟类、哺乳类)通过代谢调节维持体温,虽非严格的热力学等温过程,但体现了温度稳定的生物机制。
需注意:严格的热力学"等温过程"是理想模型,实际过程只能近似实现;而工程领域的"恒温"更多指通过外部调控实现的温度稳定状态。两者在实现方式和精确度上有本质区别。
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