绝热与等温：差异与比较

虽然这不是一个很常见的术语，但班上的每个人都会学习热力学。 我们熟悉处理能量守恒和做功能量的不同过程。

虽然我们没有意识到它们在现实生活中的重要性，但它们在许多类型的研究中都有帮助。

 这两个热力学过程是 绝热的 和等温，它们具有彼此非常不同的特性。

关键精华

1. 绝热过程不涉及与周围环境的热交换，从而导致温度变化。
2. 等温过程发生在恒定温度下，需要与环境进行热交换以保持平衡。
3. 绝热过程与快速膨胀或压缩相关，而等温过程常见于较慢的受控系统中。

绝热与等温

绝热过程是在系统与其周围环境之间没有任何热传递的情况下发生的热力学过程。 等温过程是在恒定温度下发生的热力学过程，热量传入或传出系统以维持该温度。

热力学过程，也称为等热过程，绝热过程不会让热量渗透到系统中。 由于系统的变化，这会导致压力降低和温度变化。

气体在膨胀时也往往会冷却下来。 它与等温过程相反。

温度保持恒定并代替热传递的热力学过程称为等温过程。 虽然与体积相比压力更大，但在此类过程中转化速度非常慢。

为了维持温度，从周围释放或添加热量。

对比表

比较参数	绝热的	等温
定义	热力学过程发生在系统与其周围环境之间，热传递为零。	温度保持恒定的热力学过程。
温度	由于过程的变化，温度会发生变化。	在整个过程中温度保持恒定。
传播热量	在这样的过程中没有热传递。	在这样的过程中存在热传递。
自然	在这样的过程中，转换发生得很快。	在这样的过程中，转换发生的速度很慢。
压力	与体积相比，压力较小。	与体积相比，压力更大。

什么是绝热？

与热力学第一定律相关，绝热过程没有净热传递，也没有最终的热量变化。 在此过程中，温度会发生变化，与体积相比压力较低，并且它们会发生变化，从而使热能保持恒定。

在气体中最清楚地看到，绝热过程与能量守恒定律有关，即能量既不会产生也不会消失。 因此，它说，系统中存在的热能要么做功，要么会使系统的内部能量波动或某些 合并 两者。

热量无法消失。

绝热过程方程：

PVγ = 常数

P 是系统压力，V 是系统体积，γ 是绝热指数，定义为 热容量 恒压 Cp 至恒容 Cv 的热容量。

绝热过程的一些例子是： 

• 当我们将冰块放入冰箱时，热量既不会出去也不会进来。
• 喷嘴、压缩机和涡轮机等设备具有绝热效率。
• 在垂直平面中摆动的钟摆就是这样一个流行的绝热过程示例。

什么是等温？

一种热力学过程，在该过程中，即使体积和压力发生变化，系统的温度也不会改变并保持恒定。 它的转化速度很慢，可以通过改变热量来维持系统内部的恒温。

这个过程是发电厂、热力发动机和许多现代机器运转的基础。 除此之外，它的重要性还在于许多领域，如空间科学、地质学、生物学、行星科学等。

等温过程的一些例子是：

• 我们在日常生活中使用的一个例子是等温工作的冰箱，保持其内部温度恒定，而不是周围发生各种变化。
• 其他一些例子是等温工作的胡萝卜发动机、热泵等。

绝热和等温之间的主要区别

1. 在绝热过程中，没有发生热传递，而在等温过程中，在热传递的情况下发生变化。
2. 在绝热过程中，温度不会保持恒定并发生变化，而在等温过程中则相反，温度保持恒定。
3. 在绝热过程中，不存在增加或释放热量以保持温度的问题，而在等温过程中，可以增加或释放热量以保持恒定温度。
4. 在绝热过程中，转化率很快，而在等温过程中，转化率很慢。
5. 在绝热过程中，压力小于体积，而在等温过程中，压力大于体积。
6. 在绝热过程中，系统的内能发生变化，而在等温过程中它不变。
7. 在绝热过程中，开放系统和封闭系统都可以使用，因为系统不是热隔离的。 在等温过程中，系统是热隔离的，因此需要一个封闭的系统。

参考资料

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301462209001343
2. https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/972649/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319907006544

最后更新时间：11 年 2023 月 XNUMX 日