
【化】 adiabatic condition
【化】 heat insulation
【醫】 adiathermance; adiathermancy
capitulation; condition; factor; if; prerequisite; qualification; requirement
term
【計】 condition; criteria
【醫】 condition
【經】 condition; proviso; terms
絕熱條件(Adiabatic Condition)是熱力學系統中的核心概念,指系統與外界之間不存在熱量交換的狀态。在漢英詞典中,該術語通常對應"adiabatic condition",源自希臘語"adiabatos"(不可穿透的),強調能量僅通過做功形式傳遞。以下從科學定義、應用場景和數學表達三方面展開:
科學定義 絕熱條件成立需滿足封閉系統的熱量變化為零(ΔQ=0),此時系統内能變化完全由做功引起(ΔU=W)。該定義在《朗道熱力學》和《牛津物理詞典》中均有明确記載,適用于理想氣體模型和快速熱力學過程。
典型應用
數學描述 根據熱力學第一定律推導的絕熱過程方程為: $$ PV^gamma = text{常數} $$ 式中γ為比熱容比,該方程在NASA熱力學手冊中被用于火箭發動機噴管設計計算。
絕熱條件是指一個體系與外界完全隔絕熱量交換的理想化狀态。以下是詳細解釋:
體系在絕熱條件下,既不會向外界釋放熱量,也不會吸收外界熱量。這種狀态通過完全隔絕傳導、對流、輻射三種傳熱方式實現。
隔絕傳熱途徑
通過物理屏障(如真空層、泡沫材料)阻斷熱傳導,密封結構防止對流,反射材料抑制熱輻射。
理想化特征
實際應用中無法達到絕對絕熱,但可通過優化材料(如氣凝膠)和結構設計無限趨近于該狀态。
場景 | 作用 | 示例 |
---|---|---|
工業生産 | 減少能量損耗 | 高溫反應釜隔熱層 |
建築工程 | 維持溫度穩定 | 冷庫保溫牆體 |
航空航天 | 防護極端溫度 | 航天器熱防護罩 |
在絕熱過程中,系統内能變化僅通過做功實現,滿足公式:
$$
Delta U = -W
$$
例如氣體絕熱膨脹時溫度下降。
絕熱是理論模型,強調零熱交換;保溫是實際工程手段,僅減少熱量傳遞。例如熱水瓶的真空層屬于保溫設計,而理論計算時簡化為絕熱系統。
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