横轴V纵轴P
热力学四种状态变化:
- 等温变化(T 不变)Isothermal
- 内能不变:ΔU = 0
- 热量全用于做功:Q = –W
- 图像为反比例曲线
- 实现方法:缓慢进行,确保与恒温源热平衡
- 绝热变化(Q = 0)Adiabatic
- 所有能量变化体现为内能变化
- ΔU = W
- 实现方法:快速变化,不给热量交换时间(如快速移动活塞)
- 图像比等温更陡峭的反比例曲线
- 等压变化(P 不变)Isobaric
- 图像为横线
- 实现方法:活塞处于大气压下缓慢移动
- 等体积(体积不变,也称 Isochoric)Isovolumetric
- W = 0(无体积变化,不做功)
- 所有热量都改变内能:ΔU = Q
- 图像为竖线
- 实现方法:刚性容器内加热/冷却
比热容公式:
Q = c·m·ΔT
单位:J/(kg·K)
热传导定律: Fourier’s Law of Heat Conduction
Q/t = k·A·ΔT / L
影响传热效率的因素:
- A 大:热量更易通过
- ΔT 大:传热更快
- L 小:更薄材料传热更快
- k 大:材料导热性强(如金属)
Maxwell-Boltzmann 速度分布:
- 温度升高,粒子平均动能上升
- 分布曲线右移、拉宽:高速粒子数量增多
- 高温 → 曲线更平坦更宽,低温 → 更尖锐