絕熱曲線英文解釋翻譯、絕熱曲線的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 adiabatic curve; adiabatics
相關詞條:
1.adiabaticpath 2.adiabatics 3.adiabat
分詞翻譯:
絕熱的英語翻譯:
【化】 heat insulation
【醫】 adiathermance; adiathermancy
曲線的英語翻譯:
curve
【醫】 curve
【經】 curve
專業解析
絕熱曲線(Adiabatic Curve)在熱力學中指的是一種特定過程的狀态變化軌迹。其核心含義和詳細解釋如下:
1. 基本定義
- 絕熱過程 (Adiabatic Process): 指系統在與外界進行狀态變化時,沒有熱量交換(Q = 0)的過程。這意味着系統僅通過做功的方式改變其内能。
- 絕熱曲線: 在描述系統狀态的熱力學坐标圖(如 P-V 圖、T-S 圖)上,絕熱過程所對應的路徑或軌迹就是絕熱曲線。它直觀地展示了在絕熱條件下,系統的狀态參數(如壓力 P、體積 V、溫度 T)之間的關系如何變化。
2. 物理意義
- 絕熱曲線代表了系統在完全隔熱的理想條件下,狀态發生變化的路徑。
- 對于理想氣體,在準靜态絕熱過程中,其狀态變化遵循特定的方程(泊松方程),對應的 P-V 圖上的絕熱曲線是一條特定的幂函數曲線。該曲線比等溫過程對應的雙曲線(PV = 常數)更陡峭,因為在絕熱壓縮時,不僅體積減小導緻壓力升高,溫度升高也會進一步導緻壓力升高;反之,絕熱膨脹時,體積增大和溫度降低共同導緻壓力下降得更快。
3. 數學表達(理想氣體)
理想氣體的準靜态絕熱過程滿足泊松方程:
$$
PV^gamma = text{常數}
$$
其中:
- P 是壓力
- V 是體積
- gamma = C_p / C_v 是比熱容比(絕熱指數),C_p 是定壓比熱容,C_v 是定容比熱容。
由泊松方程推導,還可以得到其他形式的狀态關系,如:
$$
TV^{gamma-1} = text{常數}
$$
$$
P^{1-gamma} T^gamma = text{常數}
$$
這些方程共同定義了 P-V 圖、T-V 圖、P-T 圖上的絕熱曲線形狀。
4. 實際應用與重要性
- 理論模型: 是熱力學循環(如卡諾循環、奧托循環、狄塞爾循環)分析的基礎組成部分之一。理解這些循環的效率需要分析其包含的絕熱過程(曲線)。
- 工程應用: 在分析壓縮機、渦輪機、内燃機等設備的工作過程時,當過程進行得非常快以至于來不及發生顯著的熱交換,常近似視為絕熱過程,其狀态變化路徑近似為絕熱曲線。
- 大氣科學: 在氣象學中,空氣團的垂直升降過程如果發生得很快,常被近似為絕熱過程,其溫度隨高度的變化遵循幹絕熱直減率或濕絕熱直減率,這對應于特定的狀态變化曲線。
5. 相關概念區分
- 等溫曲線 (Isothermal Curve): 代表溫度保持恒定的過程(T = 常數)。在 P-V 圖上,理想氣體的等溫曲線是雙曲線(PV = 常數),比絕熱曲線平緩。
- 多方曲線 (Polytropic Curve): 更一般的狀态變化過程,滿足 PV^n = 常數。當 n = gamma 時,即為絕熱過程;當 n = 1 時,即為等溫過程。
參考資料:
- Sears, F. W., & Salinger, G. L. (1975). Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics (3rd ed.). Addison-Wesley. (Chapter 4 詳細推導了理想氣體絕熱過程方程及其曲線)
- 朱明善, 劉穎, 林兆莊, 彭曉峰. (2011). 工程熱力學 (第2版). 清華大學出版社. (第 4 章 氣體的熱力過程,詳細讨論了絕熱過程及其在 P-V 圖、T-S 圖上的表示)
- Adiabatic Process. (n.d.). In Encyclopædia Britannica. (線上百科全書權威條目,解釋絕熱過程概念及其曲線含義)
- Oxford Reference. (n.d.). Adiabatic Process. (權威詞典和參考資源,提供簡潔定義)
網絡擴展解釋
絕熱曲線是熱力學中描述理想氣體在絕熱過程中壓強(P)與體積(V)關系的曲線。以下是詳細解釋:
1.定義與物理意義
絕熱過程指系統與外界無熱量交換(Q=0)。絕熱曲線通過方程 ( PV^gamma = text{常量} ) 表示(γ為氣體的比熱容比,即 ( gamma = C_p/C_v )),反映了絕熱過程中氣體狀态參量的變化規律。
2.數學推導
- 由熱力學第一定律和理想氣體狀态方程推導得出:
[
frac{dP}{dV} = -gamma frac{P}{V}
]
而等溫過程的斜率為 ( frac{dP}{dV} = -frac{P}{V} ),因此絕熱線斜率絕對值更大,曲線更陡峭。
3.微觀解釋
絕熱壓縮時,外界對氣體做功使溫度升高,導緻相同體積下壓強比等溫過程更高;膨脹時則相反。這種溫度變化是絕熱線更陡的微觀原因。
4.應用實例
- 聲速計算:聲波傳播中氣體壓縮與膨脹近似為絕熱過程,聲速公式 ( a = sqrt{gamma P/rho} ) 即基于絕熱方程推導。
絕熱曲線直觀展示了絕熱過程中氣體狀态變化的獨特規律,其陡峭性源于能量交換方式(僅通過做功)與溫度變化的耦合效應。
分類
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