
【化】 constant entropy compression; isentropic compression
等熵壓縮(Isentropic Compression)是指在壓縮過程中,系統熵保持不變的熱力學過程。該過程滿足以下核心特征:
熵不變性
熵(Entropy)是衡量系統無序度的物理量。等熵壓縮中,系統熵值恒定((Delta S = 0)),意味着過程絕熱且可逆,無熱量散失或能量耗散。
漢英對照:
理想氣體模型中的關系
對理想氣體,等熵過程滿足Poisson 方程:
$$ PV^gamma = text{常數}, quad T V^{gamma-1} = text{常數} $$
其中 (gamma = C_p/C_v) 為比熱容比,(P) 為壓力,(V) 為體積,(T) 為溫度。
能量轉換原理
壓縮過程輸入的機械功全部轉化為氣體熱力學能(内能),無摩擦損耗。溫度隨壓力升高而上升,例如:
實際工程中的近似
真實設備(如離心壓縮機)通過優化流道設計、減少湍流,逼近等熵過程以提升效率。NASA 研究報告指出,航空發動機壓氣機的等熵效率可達 85–90% 。
過程類型 | 熵變 ((Delta S)) | 熱量交換 | 典型應用場景 |
---|---|---|---|
等熵壓縮 | = 0 | 絕熱 | 渦輪機械、噴氣發動機 |
等溫壓縮 | > 0 | 有熱交換 | 慢速活塞壓縮 |
多變壓縮 | ≠ 0 | 可變 | 實際工業壓縮機 |
ASME(美國機械工程師協會)在 Gas Turbine Handbook 中定義等熵效率為實際壓縮功與理想等熵壓縮功之比 。
NASA Glenn Research Center 發布的技術報告 Isentropic Flow Equations 提供可壓縮流體的等熵模型 。
注:引用來源需讀者根據具體文獻版本或機構官網核實鍊接(例如 ASME 标準文檔編號、NASA 報告編號等),此處按學術規範标注來源類型。
等熵壓縮是熱力學中的一個重要概念,指在壓縮過程中系統的熵保持不變,且與外界無熱量交換的理想化過程。以下是詳細解釋:
熵不變性
等熵壓縮要求系統在整個壓縮過程中熵值恒定($Delta S=0$),這意味着過程必須是可逆且絕熱的。
公式表示為:
$$
Delta S = int frac{delta Q{rev}}{T} = 0
$$
其中$delta Q{rev}$為可逆過程中的熱量交換,$T$為溫度。
絕熱條件
系統與外界無熱量交換($delta Q=0$),外界對系統所做的功全部轉化為内能或壓力能。
實際壓縮過程存在摩擦、散熱等不可逆因素,導緻熵增。工程中常用等熵效率衡量實際壓縮接近理想狀态的程度:
$$
eta = frac{text{等熵壓縮功}}{text{實際壓縮功}}
$$
例如,壓氣機的等熵效率越高,能耗損失越小。
等熵壓縮是熱力學中的理想模型,強調可逆性與絕熱性,廣泛應用于工程理論分析。實際應用中需結合效率參數修正模型。
表面拉床丙泮卡因蟾蜍精撤回一個遺囑乘法因數串脈沖磁性字符叢誤電子資料處理設備訂約書二級塊脊髓性癫痫脊髓運動神經元空指示符聯邦儲備銀行券利普許茨氏培養基利騷厄氏背外側束洛森異羟肟酸重排門羅氏線民事權利的客體耐酸離心泵潤滑管道生物數學手腳守望水溶助長性搪磨工具痛覺定界法脫水羟孕酮完璧