
【化】 thermodynamic change
energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics
change; turn; vary; diversification; movement; transformation; transmutation
variation
【醫】 allaxis; alleosis; alloeosis; change
熱力學變化(Thermodynamic Change)指物質系統在熱力學過程中發生的狀态或性質的改變,涉及能量(熱量與功)的傳遞與轉化。以下是基于權威漢英詞典及熱力學理論的解釋:
中文釋義
熱力學變化指系統從一個平衡态到另一個平衡态的過程,其宏觀參量(如溫度、壓力、體積)發生改變,且遵循熱力學定律 。
示例:氣體膨脹導緻體積增大、溫度降低。
英文對應術語
《牛津物理學詞典》 定義:A process where a system undergoes alterations in its thermodynamic state variables 。
能量守恒性
變化中系統内能變化(ΔU)滿足熱力學第一定律:
$$Delta U = Q - W$$
其中 (Q) 為吸熱量,(W) 為系統對外做功 。
不可逆性
實際過程均伴隨熵增(ΔS ≥ 0),符合熱力學第二定律 。
案例:熱量自發從高溫物體傳向低溫物體。
類型 | 定義 | 典型例子 |
---|---|---|
等溫變化 | 溫度恒定(ΔT=0) | 理想氣體緩慢膨脹 |
絕熱變化 | 無熱量交換(Q=0) | 氣體制冷劑快速壓縮 |
等壓變化 | 壓力恒定(ΔP=0) | 敞口容器中液體蒸發 |
等容變化 | 體積恒定(ΔV=0) | 密封剛性容器内化學反應 |
應用提示:在熱機循環(如内燃機)中,熱力學變化的效率由卡諾定理限定,實際效率公式為:
$$eta = 1 - frac{T_C}{T_H}$$
其中 (T_C)、(T_H) 分别為冷源與熱源溫度 。
熱力學變化是指熱力學系統在能量交換或物質狀态改變過程中發生的宏觀狀态變化。以下是其核心概念和分類的詳細解釋:
系統與環境
狀态函數
描述系統狀态的物理量(如溫度 (T)、壓力 (p)、體積 (V)、内能 (U)、熵 (S) 等),其變化僅與初末态有關,與路徑無關。
等溫過程((Delta T = 0))
等壓過程((Delta p = 0))
等容過程((Delta V = 0))
絕熱過程((Q = 0))
第一定律(能量守恒)
(Delta U = Q - W),表明能量形式可轉換但總量不變。
第二定律(熵增原理)
熱力學變化分析是理解能源轉換(如熱機效率)、材料相變、化學反應平衡等的理論基礎,也是工程熱力學和化工設計的核心。
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