
【化】 ideal work
idea; ideal; ideality
【医】 ideal; ideo-
exploit; merit; result; skill; work
【化】 work
在汉英词典视角下,“理想功”是一个工程热力学领域的专业术语,其核心含义如下:
理想功(Ideal Work)
指热力学系统在完全可逆过程中能够输出的最大有用功,或输入的最小功。该概念基于以下理想化条件:
英文对应术语:
数学表达:
理想功 $W{ideal}$ 由系统㶲(Exergy)变化决定:
$$ W{ideal} = Delta (H - T_0S) $$
其中 $H$ 为焓,$S$ 为熵,$T_0$ 为环境温度。
工程意义:
作为实际能量转换设备的性能基准,例如:
国际标准:
ISO 13600:1997《技术能源系统分析基础术语》明确将“Ideal Work”定义为可逆过程功的理论极限值(条款3.2.11)[^iso]
工程经典著作:
《工程热力学》(朱明善著,清华大学出版社)第四章指出:“理想功是过程㶲损失的度量基准,其值仅取决于初终态与环境状态”[^zhu]
学术机构定义:
美国机械工程师学会(ASME)在《热力学基本概念指南》中强调:“Ideal Work represents the theoretical minimum/maximum work transfer under reversible conditions”[^asme]
参考文献(真实可访问链接):
[^iso]: ISO 13600:1997 Technical energy systems — Basic concepts
[^zhu]: 朱明善. 工程热力学(第2版). 清华大学出版社. ISBN 978-7-302-25223-9
[^asme]: ASME Glossary of Thermodynamics Terms https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/terms-definitions-thermodynamics
“理想功”是热力学中的一个重要概念,通常指系统在可逆过程中与环境交换的功。这一概念用于理论分析,假设过程中不存在任何不可逆因素(如摩擦、传热温差、阻力等),因此代表了系统在理想条件下能够达到的最大有用功(对外做功时)或最小耗功(外界对系统做功时)。
定义与条件
理想功的前提是可逆过程,即系统每一步都无限接近平衡状态,且无能量耗散。例如,气体在可逆膨胀时对外做的功是最大可能的功,而可逆压缩时外界需提供最小的功。
与实际功的区别
实际过程必然存在不可逆性(如摩擦、湍流等),因此实际功总是小于理想功(对外做功时)或大于理想功(耗功时)。两者的差值反映了过程的能量损失。
计算公式
理想功可通过热力学函数计算。例如,在开放系统中,理想功 ( W{text{理想}} ) 可表示为:
$$
W{text{理想}} = Delta H - T_0 Delta S
$$
其中,( Delta H ) 是焓变,( Delta S ) 是熵变,( T_0 ) 是环境温度。
应用场景
以蒸汽动力循环为例,理想功对应卡诺循环的功,而实际循环因锅炉、冷凝器等部件的不可逆性,实际输出功会显著低于理想值。工程师通过对比两者,可量化系统改进空间。
如果需要进一步了解具体计算案例或公式推导,建议参考热力学教材或工程热力学相关文献。
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