等压过程

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等压过程是压强不变的热力学过程\Delta p = 0 。传递给一个系统的热量,既对它做功,又改变了系统的内能:

黄色部分的面积表示所做的功
 Q = \Delta U + W\,

根据热力学第一定律,其中W是系统所做的功,U是内能,Q是热量。系统所做的压强-体积功,定义为:(Δ表示整个过程中的变化,不是微分的意思)

 W = \Delta (p\,V)

由于压强是常数,因此

 W = p \Delta V\, .

应用理想气体状态方程,等式变为

 W = n\,R\,\Delta T

假设气体的质量是不变的。由于:

 \Delta U = n\,c_V\,\Delta T

其中n物质的量,cV是等容摩尔热容。把最后两个方程代入第一个方程,得

 Q = n\,c_V\,\Delta T + n\,R\,\Delta T
 = n\,(c_V + R)\,\Delta T .

括号中的表达式是等压摩尔热容

 c_p = c_V + R

等压过程在P-V图中是一条水平直线。如果方向是朝右面的,则过程是等压膨胀。如果方向是朝左面的,则过程是等压收缩。

焓的定义[编辑]

等容过程由方程 Q = \Delta U 描述。对于等压过程也有类似的方程。把第二个方程代入第一个方程,得

 Q = \Delta U + \Delta (p\,V) = \Delta (U + p\,V)

U + p V是一个状态函数,称为,用字母H表示。所以等压过程可以表示为:

 Q = \Delta H \,.

参见[编辑]