
【化】 ideal work
idea; ideal; ideality
【醫】 ideal; ideo-
exploit; merit; result; skill; work
【化】 work
在漢英詞典視角下,“理想功”是一個工程熱力學領域的專業術語,其核心含義如下:
理想功(Ideal Work)
指熱力學系統在完全可逆過程中能夠輸出的最大有用功,或輸入的最小功。該概念基于以下理想化條件:
英文對應術語:
數學表達:
理想功 $W{ideal}$ 由系統㶲(Exergy)變化決定:
$$ W{ideal} = Delta (H - T_0S) $$
其中 $H$ 為焓,$S$ 為熵,$T_0$ 為環境溫度。
工程意義:
作為實際能量轉換設備的性能基準,例如:
國際标準:
ISO 13600:1997《技術能源系統分析基礎術語》明确将“Ideal Work”定義為可逆過程功的理論極限值(條款3.2.11)[^iso]
工程經典著作:
《工程熱力學》(朱明善著,清華大學出版社)第四章指出:“理想功是過程㶲損失的度量基準,其值僅取決于初終态與環境狀态”[^zhu]
學術機構定義:
美國機械工程師學會(ASME)在《熱力學基本概念指南》中強調:“Ideal Work represents the theoretical minimum/maximum work transfer under reversible conditions”[^asme]
參考文獻(真實可訪問鍊接):
[^iso]: ISO 13600:1997 Technical energy systems — Basic concepts
[^zhu]: 朱明善. 工程熱力學(第2版). 清華大學出版社. ISBN 978-7-302-25223-9
[^asme]: ASME Glossary of Thermodynamics Terms https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/terms-definitions-thermodynamics
“理想功”是熱力學中的一個重要概念,通常指系統在可逆過程中與環境交換的功。這一概念用于理論分析,假設過程中不存在任何不可逆因素(如摩擦、傳熱溫差、阻力等),因此代表了系統在理想條件下能夠達到的最大有用功(對外做功時)或最小耗功(外界對系統做功時)。
定義與條件
理想功的前提是可逆過程,即系統每一步都無限接近平衡狀态,且無能量耗散。例如,氣體在可逆膨脹時對外做的功是最大可能的功,而可逆壓縮時外界需提供最小的功。
與實際功的區别
實際過程必然存在不可逆性(如摩擦、湍流等),因此實際功總是小于理想功(對外做功時)或大于理想功(耗功時)。兩者的差值反映了過程的能量損失。
計算公式
理想功可通過熱力學函數計算。例如,在開放系統中,理想功 ( W{text{理想}} ) 可表示為:
$$
W{text{理想}} = Delta H - T_0 Delta S
$$
其中,( Delta H ) 是焓變,( Delta S ) 是熵變,( T_0 ) 是環境溫度。
應用場景
以蒸汽動力循環為例,理想功對應卡諾循環的功,而實際循環因鍋爐、冷凝器等部件的不可逆性,實際輸出功會顯著低于理想值。工程師通過對比兩者,可量化系統改進空間。
如果需要進一步了解具體計算案例或公式推導,建議參考熱力學教材或工程熱力學相關文獻。
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