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热力学过程

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热力学过程的定义是一个热力学系统由开始到完结的状态中所涉及的能量转变。在过程中,路径会因为受到某一些热力学的变数要保持常数而变得指定,以下将以共轭对来对热力学过程进行解说,因为当其中一个变数设为常数时,刚好是另一个的共轭对。

首先,压力容量是其中一个共轭对。因为两者都涉及以传送机械能或动能形式的作功。

  • 在过程中,当压力维持是常数时,称为等压过程。例子:在一个圆筒中有一个可动的活塞,从而令到在系统在与大气压力隔绝的情况下仍能保持一致。即是,系统在动能上透过一个可动的空间连结在一起,以达致一个等压的贮存器。
  • 相对地,当一个系统的容量维持是常数时,称为等容过程,代表该系统对外围没有任何作功。对于一个二维空间,所有的从外来的热能量传送将直接被系统所吸收作为内能。例子:当燃烧一个密封的铁罐内的空气。在最初的时候,铁罐并没有变形(容量不变),但从系统的温度和气压上升,可以结论气体的内能有所增加,这亦是唯一的改变。

数学上,δQ = dU。这个系统可以说上动能上被一个固定的空间从外围所隔绝。

另一组的共轭对是温度和。皆因两者都有透过加热来传送热能。

  • 等温过程,顾名思义,在过程中温度保持不变。例子:当贮存器的容量足够大,或者是改变容量的过程足够慢,被浸在一个恒温水池等等。换句话说,这个系统在温度被一个可传热的空间连结在一起。
  • 在过程中,系统的净能量没有因为加热或冷却而有所改变,称为绝热过程。对于一个可逆的过程,这与等熵过程一样。我们可说这个系统因为一个绝缘的空间在热能上与外围隔绝。留意的是,如果一个系统中的熵未达到最高的平衡数值,那么熵的值在系统纵使在热能上被隔绝仍会一直增加。
  • 一个等熵过程就是熵的数值一直是常数。对于一个可逆的过程,这与绝热过程一样。如果一个系统中的熵未达到最高的平衡数值时,对该系统进行冷却便可能需要维持熵的数值不变。

任何热力学势都可能在过程中保持常数, 例如:在一个等焓过程中,保持不变。

备注:上述的过程都假设在两个空间之中没有任何粒子渗透。

我们可以假设两个空间都是固定而绝热的,但是可以对于多过一种粒子进行渗透。同样的考虑可以应用在化学势和粒子数目的共轭对。

参考资料

  • Ben-Naim, Arieh. Entropy Demystified. World Scientific. 2007. ISBN 981-270-055-2. 
  • Dugdale, J. S. Entropy and its Physical Meaning 2nd Ed. Taylor and Francis (UK); CRC (US). 1996. ISBN 0-7484-0569-0. 
  • Enrico Fermi, Termodinamica, ed. italiana Bollati Boringhieri, (1972), ISBN 88-339-5182-0;
  • Fermi, Enrico. Thermodynamics. Prentice Hall. 1937. ISBN 0-486-60361-X. 
  • Kroemer, Herbert; Charles Kittel. Thermal Physics 2nd Ed. W. H. Freeman Company. 1980. ISBN 0-7167-1088-9. 
  • Penrose, Roger. The Road to Reality : A Complete Guide to the Laws of the Universe. 2005. ISBN 0-679-45443-8. 
  • Reif, F. Fundamentals of statistical and thermal physics. McGraw-Hill. 1965. ISBN 0-07-051800-9. 
  • Goldstein, Martin; Inge, F. The Refrigerator and the Universe. Harvard University Press. 1993. ISBN 0-674-75325-9. 
  • vonBaeyer; Hans Christian. Maxwell's Demon: Why Warmth Disperses and Time Passes. Random House. 1998. ISBN 0-679-43342-2. 
  • J. M., Smith; H.C.Van Ness; M. M. Abbot. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6. McGraw-Hill. 2000. ISBN 0-07-240296-2 (inglese). 
  • K. G., Denbigh. The principles of chemical. Milano: Casa Editrice Ambrosiana. 1971. ISBN 88-408-0099-9. 
  • Robert H. Perry; Don W. Green. Perry's Chemical Engineers' Handbook 8. McGraw-Hill. 2007. ISBN 0-07-142294-3 (inglese). 
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