等体过程英文解释翻译、等体过程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 isochoric process
分词翻译:
等的英语翻译:
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
体的英语翻译:
body; style; substance; system
【计】 body
【医】 body; corpora; corps; corpus; leukocytic crystals; scapus; shaft; soma
Somato-
过程的英语翻译:
course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process
专业解析
在热力学领域,“等体过程”(英文:Isochoric Process)是一个核心概念,指系统的体积始终保持恒定不变的热力学过程。以下是其详细解释:
-
核心定义与特征
等体过程的核心特征是系统的体积(V)为常数,即 ΔV = 0。这意味着系统边界是刚性的,系统与外界之间没有体积功(W)的交换。根据热力学第一定律,系统内能的变化(ΔU)完全等于系统吸收或放出的热量(Q),公式表达为:
$$
Delta U = Q quad (text{因为} quad W = 0)
$$
该公式是等体过程区别于其他过程(如等压温)的关键。
-
物理机制与实例
在等体过程中,对封闭在刚性容器(如固定体积的钢瓶)中的气体加热或冷却,是典型的例子。气体无法膨胀或压缩,因此外界不对系统做功,系统也不对外界做功。输入的热量全部用于增加气体分子的动能(表现为温度升高和内能增加),反之,放出的热量则完全来自内能的减少。
-
应用场景
等体过程在工程和科学研究中有重要应用:
- 内燃机理论(奥托循环):燃烧阶段近似为等体过程,燃料瞬间燃烧释放热量,气缸内气体体积几乎不变,导致温度和压力急剧升高。
- 比热容测量:物质的定容比热容(Cv) 就是在等体过程中定义的,它反映了物质在体积不变时升高单位温度所需的热量,是物质的重要热力学性质。
权威参考来源:
- 《物理学名词》第三版 (全国科学技术名词审定委员会) - 对“等体过程”和“isochoric process”的规范定义提供了权威依据。
- 《Thermodynamics: An Engineering Approach》 (Yunus A. Çengel, Michael A. Boles) - 国际广泛使用的工程热力学教材,详细阐述了等体过程的热力学原理、公式推导及工程应用实例。
- 《Encyclopedia Britannica》 (Isochoric Process 词条) - 提供对等体过程的简明科学定义和背景知识概述。
网络扩展解释
等体过程(又称等容过程或定容过程)是热力学中描述气体状态变化的一种基本过程,其核心特征是系统的体积始终保持不变。以下是详细解释:
1. 定义与特点
- 定义:等体过程指气体在状态变化时体积保持恒定(即$Delta V = 0$)的过程。例如,密封容器中的气体被加热时,体积无法改变,近似为等体过程。
- 关键特点:
- 体积不变:$V = text{恒量}$,$dV = 0$。
- 功为零:因体积不变,系统对外界做功$W = int P , dV = 0$。
- 热量与内能关系:根据热力学第一定律,吸收的热量全部转化为内能增量,即$Q_V = Delta E$。
2. 数学表达与定律
- 查理定律:一定质量的气体在等体过程中,压强与热力学温度成正比:
$$
frac{P}{T} = text{恒量} quad text{或} quad frac{P_1}{T_1} = frac{P_2}{T_2}
$$
该定律由理想气体状态方程$PV = nRT$推导而来。
- 内能变化公式:理想气体内能增量仅与温度变化相关:
$$
Delta E = frac{m}{M} cdot frac{i}{2} R (T_2 - T_1)
$$
其中$i$为分子自由度,$m$为气体质量,$M$为摩尔质量。
3. 热力学第一定律的应用
在等体过程中,热力学第一定律简化为:
$$
Q_V = Delta E
$$
- 等体摩尔热容:定义1摩尔气体在等体过程中温度升高1K所需热量:
$$
C_{V,m} = frac{dQV}{dT} = frac{i}{2} R
$$
例如,单原子理想气体的$C{V,m} = frac{3}{2} R$。
4. 实例与意义
- 实例:刚性容器中的气体被加热时,温度升高导致压强增大,但体积不变,热量全部用于增加内能。
- 研究意义:等体过程是分析热机循环(如奥托循环)的基础,同时帮助理解内能与热量的直接关系。
等体过程通过体积恒定简化了热力学分析,揭示了热量与内能的直接转换规律,是理想气体行为研究的重要模型。
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