熱力過程

熱力系統在某種因素推動下發生狀態變化的過程。熱力過程的特點反映在過程方程上，過程方程描述受特定過程約束的熱力狀態參數間的函式關係，由此可得出系統變化前後的狀態參數關係式。研究熱力過程，就是為了導出過程方程或初、終態的狀態參數關係式，以及系統與外界之間功和能量的交換。這些都是熱力學中分析計算熱力過程和熱力循環所必需的。對於單位質量的理想氣體，可逆的典型熱力過程有定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程和多變過程。

基本介紹

• 中文名：熱力過程
• 等溫過程：溫 度T 保持不變的過程
• 等容過程：容積 V保持不變的熱力過程
• 定容比熱容：cv

熱力過程

定容過程

容積 V保持不變的熱力過程，又稱等容過程，例如密閉容器內的加熱或冷卻過程。過程方程為：V=常數，因此根據狀態方程有：式中p1、p2、T1 、T2、分別為系統初、終態的壓力和溫度。定容過程在p-V圖（見圖）上由垂直線1-2表示。它表明系統對外不作功，向系統輸入的熱量Q全部轉變成系統內能U 的增加，即 式中m為系統的質量，cv為定容比熱容。

公式

定壓過程

壓力 p保持不變的熱力過程，又稱等壓過程。例如在大氣壓力下，氣缸中氣體的受熱膨脹。過程方程為：p=常數，因此V1/V2=T1/T2。它在p-V 圖上由水平線3-4表示。這時，系統對外所作的功

W=p(V2－V1)=m﹙R÷M﹚(T2－T1)=nR(T2-T1)

外界向系統輸入的熱量

Q=H 2－H 1=mcp(T2－T1)

式中R為理想氣體的通用氣體常數，cp為定壓比熱容；H為系統的焓。

定溫過程

溫 度T 保持不變的過程，又稱等溫過程。例如室溫下緩慢地壓縮氣體的過程。過程方程為:T=常數，因此，p1V1 =p2V2。它在p-V 圖上由等邊雙曲線5-6表示,過程中向系統輸入的熱量等於系統對外界所作之功，右圖公式中ln為自然對數

公式

複雜過程

絕熱過程

系統與外界沒有熱量交換的熱力過程。例如氣體在氣缸內的絕熱膨脹。可逆的絕熱過程在過程進行中其熵不變,故又稱定熵過程。過程方程為：pV=常數，因此有： 式中，稱為絕熱指數或比熱容比，其中cv為定容 比熱容。絕熱過程在p-V 圖上表示為 高次雙曲線7-8，這時系統對外界所作的功

公式

公式

公式

多變過程

符合過程方程pV=常數,其中多變指數n在過程中保持不變的熱力過程。參數關係式為

過程中向系統輸入 的熱 量

公式

公式

公式

系統對外界所作的功

當多變指數n值分別取 0、1、γ、±∞時,多變過程就相應地成為前面提到的定壓、定溫、絕熱和定容過程。