等容過程
編輯系統屬性注意:共軛變量以斜體顯示
材料特性
- 屬性數據庫
可壓縮性 β = ? {\displaystyle \beta =-}
熱膨脹 α = {\displaystyle \alpha =}
方程式
- 卡諾定理
- 克勞修斯定理
- 基本關系
- 理想氣體定律
- 麥克斯韋關系
- Onsager 互惠關系
- 布里奇曼方程
- 熱力學方程表
在熱力學中,等容過程,也稱為定容過程、等容過程或等容過程,是一種熱力學過程,在該過程中,經歷這種過程的封閉系統的體積保持不變。 等容過程的例子是加熱或冷卻密封的非彈性容器中的內容物:熱力學過程是增加或去除熱量; 容器內容物的隔離建立了封閉系統; 并且容器不能變形強加了恒定體積條件。 這里的等容過程應該是一個準靜態過程。
形式主義
編輯等容熱力學準靜態過程的特征是體積恒定,即 ΔV = 0。該過程不做壓力-體積功,因為這種功由 W = P Δ V 定義,{\displaystyle W=P\Delta V,} 其中 P 是壓力。 符號約定使得系統對環境執行積極的工作。
如果該過程不是準靜態的,則可能可以在體積恒定的熱力學過程中完成工作。
對于可逆過程,熱力學xxx定律給出了系統內能的變化: d U = d Q ? d W {\displaystyle dU=dQ-dW}
用體積變化代替功得到 d U = d Q ? P d V {\displaystyle dU=dQ-P\,dV}
由于這個過程是等容的,dV = 0,之前的等式現在給出 d U = d Q {\displaystyle dU=dQ}
使用定容比熱容的定義,cv = (dQ/dT)/m,其中 m 是氣體的質量,我們得到 d Q = m c v d T {\displaystyle dQ=mc_{\mathrm {v } }\,dT}
對兩邊進行積分得到 Δ Q = m ∫ T 1 T 2 c v d T , {\displaystyle \Delta Q\ =m\int _{T_{1}}{T_{2}}\!c_{ mathrm {v} }\,dT,} 其中 cv 是定容比熱容,T1 是初始溫度,T2 是最終溫度。 我們得出結論: Δ Q = m c v Δ T {\displaystyle \Delta Q\ =mc_{\mathrm {v} }\Delta T}
在壓力體積圖上,等容過程顯示為垂直直線。 它的熱力學共軛,一個等壓過程將顯示為一條水平直線。
理想氣體
如果在等容過程中使用理想氣體,并且氣體量保持不變,則能量的增加與溫度和壓力的增加成正比。 例如在剛性容器中加熱的氣體:氣體的壓力和溫度將增加,但體積將保持不變。
理想奧托循環
編輯理想的奧托循環是等容過程的一個例子,假設內燃機汽車中的汽油-空氣混合物的燃燒是瞬時的。 氣缸內氣體的溫度和壓力增加,而體積保持不變。
詞源
編輯名詞 isochor 和形容詞 isochoric 源自希臘詞 ?σο? (isos),意思是相等,χ?ρα (kh?ra) 意思是空間。
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