等焓过程
简介
若用控制体积分析稳态、稳定流动的过程,会将控制体积以外的都视为环境[2]。 在此一过程中,若控制体积和环境没有热的流进流出、没有控制体积对环境的做功、没有环境对控制体积的做功、控制体积内流体的动能也没有变化,此过程即为等焓过程[3]。
上述是等焓过程的充份条件,但不是必要条件。等焓过程的必要条件是除了焓以外的所有能量总和(热、功、动能变化等)在过程前后没有变化,因此在过程前后的焓相等。对于一个电和磁的效应可以忽略的过程而言,相关的能量平衡可以表示如下:
若 ,可以得到下式
焦耳-汤姆孙效应是等焓过程很好的例子,在过程中流体的温度和压力可能有大幅的变化,但能量总和平衡,因此是等焓过程。压力容器中安全阀的开启就是焦耳-汤姆孙效应的例子。压力容器内流体的比焓等于流出流体的比焓[3]。若知道流体的比焓以及压缩容器外的压力,可以知道离开压力容器流体的的温度和速度。
等焓过程中,过程前的焓等于过程后的焓,焓的变化量为0。
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参考资料
- ^ Atkins, Peter; Julio de Paula. Atkin's Physical Chemistry. Oxford: Oxford University Press. 2006: 64. ISBN 978-0-19-870072-2.
- ^ G. J. Van Wylen and R. E. Sonntag, Fundamentals of Classical Thermodynamics, Section 2.1 (3rd edition).
- ^ 3.0 3.1 G. J. Van Wylen and R. E. Sonntag, Fundamentals of Classical Thermodynamics, Section 5.13 (3rd edition).
G.J. Van Wylen and R.E. Sonntag (1985), Fundamentals of Classical Thermodynamics, John Wiley & Sons, Inc., New York ISBN 0-471-82933-1