能量與熱力學第一定律

絕熱過程

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絕熱過程,是一種沒有熱進出的變化——系統在熱上被封死了,彷彿裹著一床完美的毯子。任何易手的能量,都純粹以功的形式進行。快速給自行車胎打氣,打氣筒會在你手裡發熱:你壓縮空氣的速度比它散熱的速度還快,於是你做的功直接化成了它溫度的上升。這就是絕熱壓縮。

因為 q = 0,第一定律便縮成一句俐落的話:內能的變化只等於功,ΔU = w。壓縮系統、對它做功,它的內能——通常還有溫度——就升高。讓它膨脹著做功,它就變涼,這份功是從它自己的內能裡掏出來付的。沒有外來的熱前來搭救。

完美的絕熱隔離是一種理想化——沒有哪床毯子是無懈可擊的——但只要一個變化快到熱來不及流動,或者發生在隔熱良好的壁內,它就是極好的近似。它解釋了為什麼空氣上升、膨脹進稀薄的天空時會變涼,從而給了我們雲,也解釋了為什麼柴油機能僅憑壓縮就點燃燃料。

柴油機沒有火花塞。它把空氣壓縮得又快又猛——絕熱地——使空氣的溫度飆升到足以讓噴入的燃料自行點燃。

絕熱壓縮使氣體變熱;絕熱膨脹使氣體變涼。

別把絕熱和等溫混淆。絕熱指沒有熱跨過邊界,所以溫度通常是可以自由變化的。等溫指溫度被固定住,這通常需要熱的進出。二者幾乎相反:一個擋住熱,另一個則刻意讓熱通過,以保持溫度恆定。

又稱
adiabaticno heat exchange绝热过程絕熱過程