熱力過程

　　熱力系統在某種因素推動下發生狀態變化的過程。熱力過程的特點反映在過程方程上，過程方程描述受特定過程約束的熱力狀態參數間的函數關係，由此可得出系統變化前後的狀態參數關係式。研究熱力過程，就是為瞭導出過程方程或初、終態的狀態參數關係式，以及系統與外界之間功和能量的交換。這些都是熱力學中分析計算熱力過程和熱力迴圈所必需的。對於單位品質的理想氣體，可逆的典型熱力過程有定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程和多變過程。

　　定容過程　容積 V保持不變的熱力過程，又稱等容過程，例如密閉容器內的加熱或冷卻過程。過程方程為：V＝常數，因此根據狀態方程有：

式中 p ₁、 p ₂、 T ₁、 T ₂、分別為系統初、終態的壓力和溫度。定容過程在 p- V圖（見圖）上由垂直線1-2表示。它表明系統對外不作功，向系統輸入的熱量 Q全部轉變成系統內能 U的增加，即

式中 m為系統的質量， c _v為定容比熱容。

　　定壓過程　壓力p保持不變的熱力過程，又稱等壓過程。例如在大氣壓力下，氣缸中氣體的受熱膨脹。過程方程為：p＝常數，因此V₁/V₂=T₁/T₂。它在p-V圖上由水平線3-4表示。這時，系統對外所作的功

　　　　　　　　W＝p(V₂－V₁)＝mR(T₂－T₁)

　　外界向系統輸入的熱量

　　　　　　　　Q＝H₂－H₁＝mc_p(T₂－T₁)

式中R為理想氣體的氣體常數，c_p為定壓比熱容；H為系統的焓。

　　定溫過程　溫度T保持不變的過程，又稱等溫過程。例如室溫下緩慢地壓縮氣體的過程。過程方程為：T＝常數，因此，p₁V₁=p₂V₂。它在p-V圖上由等邊雙曲線5-6表示，過程中向系統輸入的熱量等於系統對外界所作之功

　　絕熱過程　系統與外界沒有熱量交換的熱力過程。例如氣體在氣缸內的絕熱膨脹。可逆的絕熱過程在過程進行中其熵不變，故又稱定熵過程。過程方程為：pV^γ＝常數，因此有：

式中 ，稱為絕熱指數或比熱容比，其中 c _v為定容比熱容。絕熱過程在 p- V圖上表示為高次雙曲線7-8，這時系統對外界所作的功

　　多變過程　符合過程方程pVⁿ＝常數，其中多變指數n在過程中保持不變的熱力過程。參數關系式為

過程中向系統輸入的熱量

系統對外界所作的功

當多變指數 n值分別取0、1、 γ、±∞時，多變過程就相應地成為前面提到的定壓、定溫、絕熱和定容過程。