
【化】 isobaric process; isopiestic process
等壓過程(isobaric process)在熱力學中指系統壓力保持恒定狀态下進行的能量交換過程。其漢英詞典對應詞為"isobaric process",源自希臘語"isos"(相等)和"baros"(壓力)。該過程遵循熱力學第一定律公式: $$ ΔU = Q - W $$ 其中ΔU為内能變化,Q為吸熱量,W為系統對外做功。在等壓條件下,系統做功可表示為: $$ W = PΔV $$ (來源:中國科學技術大學《熱學基礎》課程講義)
等壓過程的典型特征包括:
英國皇家化學會指出,等壓過程的熱容計算需采用定壓熱容Cp,該參數在材料科學和工程熱力學中具有重要應用價值(來源:RSC Thermodynamics Data Book)。實際工程案例包括汽車發動機的進氣沖程和鍋爐的蒸汽生成階段,這些過程均需嚴格保持壓力恒定以實現高效能量轉換。
等壓過程是熱力學中一種特定條件下的物理過程,指系統的壓力始終保持不變((Delta P = 0)),而其他狀态參量(如體積、溫度)發生變化的過程。以下是詳細解釋:
焓變((Delta H)):
等壓過程的熱量交換等于系統的焓變,即 (Q_P = Delta H)。焓定義為 (H = U + PV),因此:
$$
Delta H = Delta U + P Delta V
$$
這意味着系統吸收的熱量一部分用于增加内能,另一部分用于做功。
理想氣體的等壓過程:
根據理想氣體狀态方程 (PV = nRT),等壓下體積與溫度成正比((V propto T))。
參量 | 等壓過程 | 等容過程 |
---|---|---|
壓力 | 恒定 ((P = text{常數})) | 變化 |
熱量與焓/内能 | (Q_P = Delta H) | (Q_V = Delta U) |
做功 | (W = P Delta V) | (W = 0) |
等壓過程通過恒定壓力條件簡化了能量交換的分析,尤其關注焓變與熱量關系。它在工程熱力學和化學反應(如開放環境下的反應)中具有重要應用價值。
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