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體積 (熱力學)

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熱力學系統的體積是在描述熱力學狀態時,重要的外延性質比容是對應的內含性質,是單位質量的體積。體積為一狀態函數,和其他熱力學性質(如壓力、溫度)之間有相互關係。例如理想氣體的體積就可以依理想氣體定律,用壓力及溫度來表示。

一系統的體積可能與分析系統所用的控制體積重合,但也可能不重合。

簡介[编辑]

熱力學系統的體積一般是指工作流體的體積,例如活塞中的流體體積。體積的變化可能是外界對系統作功的結果,或是是系統用體積的變化來對外界作功。等容過程的體積不會變化,因此不會產生功,不過其他的熱力學過程都會有體積的變化。例如多方過程會改變體積以使pV^n為常數(其中p為壓力,V為體積,而n為多方指數)。不過當n相當大時,上述的多方過程會近似於等容過程。

氣體是可壓縮的,因此在熱力學過程中其體積(或比容)可能會隨之變化。相較於氣體,液體幾乎是不可壓縮的,其體積可以視為定值。一物體的壓縮性是指一物體在受到壓力後的相對體積變化。而熱膨脹是指一物體在溫度變化下相對體積變化的情形趨勢。

熱力學循環是由許多的熱力學過程所組成,其中有些是等容過程,有些則不是。例如蒸氣壓縮製冷英语Vapor-compression refrigeration循環中會讓冷媒在液態及氣體之間進行相變化。

常用的體積單位有m^3立方米)、l公升)及{ft}^3 (立方英尺)。