能量与热力学第一定律

绝热过程

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绝热过程,是一种没有热进出的变化——系统在热上被封死了,仿佛裹着一床完美的毯子。任何易手的能量,都纯粹以功的形式进行。快速给自行车胎打气,打气筒会在你手里发热:你压缩空气的速度比它散热的速度还快,于是你做的功直接化成了它温度的上升。这就是绝热压缩。

因为 q = 0,第一定律便缩成一句利落的话:内能的变化只等于功,ΔU = w。压缩系统、对它做功,它的内能——通常还有温度——就升高。让它膨胀着做功,它就变凉,这份功是从它自己的内能里掏出来付的。没有外来的热前来搭救。

完美的绝热隔离是一种理想化——没有哪床毯子是无懈可击的——但只要一个变化快到热来不及流动,或者发生在隔热良好的壁内,它就是极好的近似。它解释了为什么空气上升、膨胀进稀薄的天空时会变凉,从而给了我们云,也解释了为什么柴油机能仅凭压缩就点燃燃料。

柴油机没有火花塞。它把空气压缩得又快又猛——绝热地——使空气的温度飙升到足以让喷入的燃料自行点燃。

绝热压缩使气体变热;绝热膨胀使气体变凉。

别把绝热和等温混淆。绝热指没有热跨过边界,所以温度通常是可以自由变化的。等温指温度被固定住,这通常需要热的进出。二者几乎相反:一个挡住热,另一个则刻意让热通过,以保持温度恒定。

又称
adiabaticno heat exchange绝热过程絕熱過程