4 气体基本热力过程 （小白学工程热力学笔记）

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探索气体的热力奥秘：理想气体的四大基本过程

在工程热力学的世界里，理想气体的可逆多变过程是理解能量转换的关键。这里有四个简化的基本过程：定压、定容、定温和绝热，它们揭示了气体能量转移的深层原理。

定压过程: 当气体的压力保持恒定时，如过程方程式 pv = nRT 所示，气体的比体积与温度成正比。在这个过程中，理想气体的热量交换与焓增直接相关，即任何工质吸入的热量等于其焓的增加。

定容过程: 在这个过程中，如 U = nCv(T)，气体的体积保持不变，过程功为零，所有的热量都转化为热力学能，没有膨胀功的输出。技术功则是过程功的倍数，反映了工质流动所需的能量。

定温过程: 热力学能和焓仅与温度有关，理想气体的等温过程也称为定焓过程。在这个过程中，熵变量、过程功和技术功的计算揭示了热量如何在膨胀与压缩中转换，如膨胀时吸热全部转化为膨胀功，压缩时则转化为放热。

绝热过程: 系统与外界无热量交换，是定熵过程的特例。绝热过程方程是指数形式，理想气体的定熵指数等于比热容比。绝热过程中的功，无论是膨胀还是压缩，都直接反映了工质内部能量的转化，如膨胀功等于热力学能的降低，压缩功则等于热力学能的增加。

总的来说，理想气体的热力过程有着鲜明的分界线：过程功以定容线为分界，表明热能与机械能的转换；过程热以定熵线为标志，展现着绝热与非绝热的界限；而热力学能（焓）的变化则遵循定温线的规律。每个过程都有其独特的能量转换规律，从膨胀到压缩，从吸热到放热，都与我们理解气体行为密切相关。