等體過程英文解釋翻譯、等體過程的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 isochoric process
分詞翻譯:
等的英語翻譯:
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
體的英語翻譯:
body; style; substance; system
【計】 body
【醫】 body; corpora; corps; corpus; leukocytic crystals; scapus; shaft; soma
Somato-
過程的英語翻譯:
course; procedure; process
【計】 PROC
【化】 process
【醫】 course; process
【經】 process
專業解析
在熱力學領域,“等體過程”(英文:Isochoric Process)是一個核心概念,指系統的體積始終保持恒定不變的熱力學過程。以下是其詳細解釋:
-
核心定義與特征
等體過程的核心特征是系統的體積(V)為常數,即 ΔV = 0。這意味着系統邊界是剛性的,系統與外界之間沒有體積功(W)的交換。根據熱力學第一定律,系統内能的變化(ΔU)完全等于系統吸收或放出的熱量(Q),公式表達為:
$$
Delta U = Q quad (text{因為} quad W = 0)
$$
該公式是等體過程區别于其他過程(如等壓溫)的關鍵。
-
物理機制與實例
在等體過程中,對封閉在剛性容器(如固定體積的鋼瓶)中的氣體加熱或冷卻,是典型的例子。氣體無法膨脹或壓縮,因此外界不對系統做功,系統也不對外界做功。輸入的熱量全部用于增加氣體分子的動能(表現為溫度升高和内能增加),反之,放出的熱量則完全來自内能的減少。
-
應用場景
等體過程在工程和科學研究中有重要應用:
- 内燃機理論(奧托循環):燃燒階段近似為等體過程,燃料瞬間燃燒釋放熱量,氣缸内氣體體積幾乎不變,導緻溫度和壓力急劇升高。
- 比熱容測量:物質的定容比熱容(Cv) 就是在等體過程中定義的,它反映了物質在體積不變時升高單位溫度所需的熱量,是物質的重要熱力學性質。
權威參考來源:
- 《物理學名詞》第三版 (全國科學技術名詞審定委員會) - 對“等體過程”和“isochoric process”的規範定義提供了權威依據。
- 《Thermodynamics: An Engineering Approach》 (Yunus A. Çengel, Michael A. Boles) - 國際廣泛使用的工程熱力學教材,詳細闡述了等體過程的熱力學原理、公式推導及工程應用實例。
- 《Encyclopedia Britannica》 (Isochoric Process 詞條) - 提供對等體過程的簡明科學定義和背景知識概述。
網絡擴展解釋
等體過程(又稱等容過程或定容過程)是熱力學中描述氣體狀态變化的一種基本過程,其核心特征是系統的體積始終保持不變。以下是詳細解釋:
1. 定義與特點
- 定義:等體過程指氣體在狀态變化時體積保持恒定(即$Delta V = 0$)的過程。例如,密封容器中的氣體被加熱時,體積無法改變,近似為等體過程。
- 關鍵特點:
- 體積不變:$V = text{恒量}$,$dV = 0$。
- 功為零:因體積不變,系統對外界做功$W = int P , dV = 0$。
- 熱量與内能關系:根據熱力學第一定律,吸收的熱量全部轉化為内能增量,即$Q_V = Delta E$。
2. 數學表達與定律
- 查理定律:一定質量的氣體在等體過程中,壓強與熱力學溫度成正比:
$$
frac{P}{T} = text{恒量} quad text{或} quad frac{P_1}{T_1} = frac{P_2}{T_2}
$$
該定律由理想氣體狀态方程$PV = nRT$推導而來。
- 内能變化公式:理想氣體内能增量僅與溫度變化相關:
$$
Delta E = frac{m}{M} cdot frac{i}{2} R (T_2 - T_1)
$$
其中$i$為分子自由度,$m$為氣體質量,$M$為摩爾質量。
3. 熱力學第一定律的應用
在等體過程中,熱力學第一定律簡化為:
$$
Q_V = Delta E
$$
- 等體摩爾熱容:定義1摩爾氣體在等體過程中溫度升高1K所需熱量:
$$
C_{V,m} = frac{dQV}{dT} = frac{i}{2} R
$$
例如,單原子理想氣體的$C{V,m} = frac{3}{2} R$。
4. 實例與意義
- 實例:剛性容器中的氣體被加熱時,溫度升高導緻壓強增大,但體積不變,熱量全部用于增加内能。
- 研究意義:等體過程是分析熱機循環(如奧托循環)的基礎,同時幫助理解内能與熱量的直接關系。
等體過程通過體積恒定簡化了熱力學分析,揭示了熱量與内能的直接轉換規律,是理想氣體行為研究的重要模型。
分類
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