絕熱過程
絕熱過程(adiabatic process)是一個絕熱體系的變化過程,即是指任一氣體與外界無熱量交換時的狀態變化過程,是在和周圍環境之間沒有熱量交換或者沒有質量交換的情況下,一個系統的狀態的變化。大氣層中的許多重要現象都和絕熱變化有關。
絕熱過程
正文
熱力學系統同外界無熱交換的過程。在良好的絕熱材料隔絕的系統中進行的過程,或由於過程進行得很快,以致同外界沒有顯著熱量交換的過程都可近似地看作絕熱過程。例如聲波在空氣中的傳播,以及內燃機中氣體的壓縮過程等,都進行得很快,可當作絕熱過程處理。
在絕熱的準靜態過程中,熱力學系統狀態參量之間存在著一定的關係,稱為絕熱過程方程。理想氣體的準靜態絕熱過程方程有以下三種形式: ![絕熱過程](/img/4/73d/gZpdmL1cTMwgDNygTNxgDM5ETMwADMwADMwADMwADMxAzL1EzL1czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
式中γ=Cp/CV,為氣體定壓熱容同定容熱容之比,且γ>1;p、V、T 分別為氣體的壓強、體積和溫度。在p-V 圖上,經過同一點的絕熱線和等溫線二者斜率間的關係(見多方過程)為 ![絕熱過程](/img/7/1a2/gZpdmL3cTMxQDOycTMxgDM5ETMwADMwADMwADMwADMxAzLxEzL3czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
可見在p-V 圖上的任意點處,絕熱線都比等溫線陡。
由熱力學第一定律可知,在絕熱過程(Q=0)中,能量轉換的特點是:系統內能的減少等於系統對外界所作的功,即-ΔU=A。理想氣體在準靜態絕熱過程中功的表達式為 ![絕熱過程](/img/e/717/gZpdmL2cDNzQDOycTMxgDM5ETMwADMwADMwADMwADMxAzLxEzL2czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
或 ![絕熱過程](/img/3/705/gZpdmL4IDOxEDM0AzMxgDM5ETMwADMwADMwADMwADMxAzLzEzL4IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
式中v為氣體的摩爾數。
根據熱力學第二定律的數學表達式
,可見系統的熵在可逆過程中的增量 dS 等於系統所吸收的熱量婾Q同熱源的熱力學溫度T 之比。對於可逆的絕熱過程而言,
=0,即熵不變,所以可逆絕熱過程即等熵過程。配圖
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