
aerothermodynami
gas
【化】 gas
【醫】 gas; pneuma-; pneumato-
energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics
氣體熱力學是研究氣體宏觀熱現象與微觀分子運動規律之間關系的學科,它結合了熱力學定律和氣體分子運動論,主要探讨氣體的熱力學性質、狀态變化過程以及能量轉換規律。以下是詳細解釋:
氣體(Gas)
指物質的一種聚集狀态,分子間距大、相互作用力弱,具有可壓縮性和擴散性。英文"Gas"源于希臘語"khaos"(混沌),17世紀由化學家範·海爾蒙特首次提出。
熱力學(Thermodynamics)
由希臘語"thermos"(熱)和"dynamis"(力)組成,研究熱、功與能量轉換的物理分支。核心包括四大定律:
理想氣體狀态方程
描述氣體宏觀狀态的經典模型:
$$PV = nRT$$
其中$P$為壓強,$V$為體積,$n$為物質的量,$R$為氣體常數(8.314 J/mol·K),$T$為熱力學溫度。
分子運動論基礎
工程熱力學
燃氣輪機、内燃機的熱效率計算,涉及布雷頓循環、奧托循環等模型,例如卡諾效率公式:
$$eta = 1 - frac{T_C}{T_H}$$
大氣物理學
絕熱過程(如幹絕熱直減率 $gamma_d = 9.8^circ C/km$)解釋雲層形成與天氣演變。
低溫物理
真實氣體範德瓦爾斯方程 $(P + frac{a}{V})(V - b) = RT$ 在液化氣體技術中的應用。
高等教育出版社經典教材,系統闡述氣體熱力學與統計力學原理。
第3版第6章詳述理想氣體微觀模型(Addison-Wesley出版社)。
美國國家标準與技術研究院數據庫提供氣體熱力學參數實測值(https://webbook.nist.gov/chemistry/)。
注:因未搜索到具體網頁,以上引用僅基于經典學術著作和權威機構公開數據庫。實際撰寫時可替換為最新線上資源鍊接。
氣體熱力學是熱力學的一個分支,專門研究氣體的熱力學性質、狀态變化規律及其與能量轉換的關系。以下是核心概念的解釋:
氣體熱力學以氣體的宏觀性質(如壓力、體積、溫度)和微觀分子運動為基礎,分析氣體在熱力學過程中的能量交換(如熱量和功)以及狀态變化。
熱力學第一定律(能量守恒):
公式為 $$Delta U = Q - W$$
其中,$Delta U$為氣體内能變化,$Q$為系統吸收的熱量,$W$為氣體對外做的功。適用于等溫膨脹、壓縮等過程。
熱力學第二定律:
指出熱量不能自發從低溫流向高溫,并定義了熵增原理(如氣體自由膨脹時熵增加)。
理想氣體狀态方程:
$$PV = nRT$$
其中,$P$為壓力,$V$為體積,$n$為物質的量,$R$為氣體常數,$T$為溫度。該模型假設分子無體積且無相互作用力,適用于低壓、高溫條件下的實際氣體近似。
實際氣體修正:
範德瓦爾斯方程 $$P = frac{nRT}{V-nb} - frac{an}{V}$$
引入參數$a$(分子間吸引力)和$b$(分子體積)修正實際氣體行為。
如需進一步探讨具體過程或公式推導,可提供更詳細的問題方向。
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