
【化】 thermodynamic change; thermodynamic process; thermodynamic transition
熱力學過程是熱力學系統中能量轉換與物質狀态變化的動态描述,其核心包含三個要素:系統邊界定義、狀态參量變化路徑及能量交換形式。根據能量傳遞方式可分為四類基礎過程:
等溫過程(Isothermal process) 溫度恒定條件下進行,遵循玻意耳-馬略特定律,典型應用包括理想氣體膨脹壓縮實驗。數學表達為: $$ Q = W = nRTlnfrac{V_2}{V_1} $$
絕熱過程(Adiabatic process) 無熱量交換系統,符合泊松方程$PV^gamma = text{常數}$,常見于燃氣輪機快速壓縮階段。
等壓過程(Isobaric process) 壓力恒定時的體積變化,焓變計算公式$Delta H = Q_p$,鍋爐加熱屬于典型實例。
等容過程(Isochoric process) 定容條件下的熱量傳遞,内能變化$Delta U = Q_v$,密閉反應釜中的化學反應多屬此類。
該術語的權威定義參考《朗文物理學詞典》2009年版第683頁,過程分類标準依據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)發布的《熱力學術語手冊》。實際工程應用案例可參見清華大學出版社《工程熱力學》(第6版)第四章。
熱力學過程是熱力學系統從一個平衡狀态變化到另一個平衡狀态所經曆的路徑。它描述了系統如何通過能量交換(如熱量傳遞、做功)實現狀态變化。以下是其核心要點:
狀态變化
涉及溫度((T))、壓強((P))、體積((V))、内能((U))等狀态量的改變。
能量交換形式
等溫過程((T)恒定)
等壓過程((P)恒定)
等容過程((V)恒定)
絕熱過程((Q=0))
循環過程
通過分析熱力學過程,可優化能量轉換效率或預測物質行為,是熱力學研究的核心内容。
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