等压过程是压力保持恒定的热力学过程。这通常是通过允许体积膨胀或收缩,以中和传热引起的任何压力变化来实现的。
等压一词来源于希腊语iso,意思是相等,baros,意思是重量。
在等压过程中,通常存在内能变化。功是由系统完成的,热量是传递的,所以热力学第一定律中的任何量都不容易降到零。然而,恒压下的功可以通过以下等式相当容易地计算:
W = p * Δ V由于W是功,p是压力(始终为正),ΔV是体积变化,我们可以看到等压过程有两种可能的结果:
如果你有一个带有加重活塞的气缸,你加热其中的气体,气体会因为能量的增加而膨胀。这符合查尔斯定律——气体的体积与其温度成正比。加权活塞使压力保持恒定。你可以通过知道气体体积和压力的变化来计算所做的功。当压力保持不变时,活塞因气体体积的变化而移动。
如果活塞是固定的,当气体被加热时不会移动,那么压力会升高,而不是气体的体积。这不是等压过程,因为压力不是恒定的。这种气体不能产生功来移动活塞。
如果你从钢瓶中取出热源,甚至将其放入冰箱,使其热量流失到环境中,气体的体积会缩小,并在保持恒定压力的情况下将加重的活塞向下拉。这是消极的工作,系统收缩。
在相图中,等压过程显示为一条水平线,因为它是在恒压下发生的。这张图表会告诉你,在一定的大气压力范围内,物质在什么温度下是固体、液体或蒸汽。
在热力学过程中,系统的能量发生变化,从而导致压力、体积、内能、温度或热传递的变化。在自然过程中,通常不止一种类型同时起作用。此外,自然系统大多数过程都有一个优先方向,不容易可逆。
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