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绝热压缩
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[[File:绝热压缩.jpeg|有框|右|<big></big>[https://inews.gtimg.com/newsapp_bt/0/14120788236/1000 原图链接][https://new.qq.com/omn/20211029/20211029A09QG500.html 来自 腾讯网 的图片]]] '''绝热压缩'''是与外界没有热量交换的压缩过程。但外界对气体做功,压缩气体,因此,并不同于孤立系统。根据[[能量守恒]]的原理,理想气体在绝热压缩时温度升高,在绝热膨胀时温度降低。<ref>[https://www.bilibili.com/read/cv13027632 为5马赫而生!旋转爆轰冲压发动机工作原理], bilibili</ref> ==概述== 气体在和外界没有热交换的情况下进行的压缩过程叫绝热压缩。在[[热力学]]中,可逆绝热压缩是等熵过程。这时对体系进行压缩所作的功等于体系内能的增加。 绝热压缩一般指流体在稳流状态下,在其位能和动能可忽略的情况下,经历绝热节流,通过压缩导致增大压力,此压缩为绝热压缩。根据热力学第一定律,经常用于升高流体的温度,起到加热的效应。 绝热压缩发生在[[气压]]上升时,这时气体温度也会上升。例如,给自行车打气时,可以感觉到气筒温度上升,这正是因为气体压强上升的足够快到可视为绝热过程的缘故,热量没有逃逸,因而温度上升。[[柴油机]]在压缩冲程时正是靠绝热压缩原理来给燃烧室内的混合气体点火的。 ==绝热过程== 绝热压缩属于绝热过程,绝热过程热力学系统始终不与外界交换热量, 即dQ =0 的过程。根据热力学第一定律,在绝热过程中,系统对外所作的功等于内能的减少量。根据热力学第二定律,在可逆的绝热过程中,系统的熵不变。用良好绝热材料隔绝的系统中进行的过程,或由于过程进行得太快,来不及与外界有显著热量交换的过程,都可近似地看作绝热过程。例如内燃机、蒸汽机汽缸中工作物质的膨胀过程, 压汽机汽缸中的压缩过程,汽轮机喷管中的膨胀过程,以及[[气象学]]中空气团的升降过程,还有声波在空气中的传播过程等,都可当作绝热过程处理。 绝热过程是一个绝热体系的变化过程,绝热体系为和外界没有热量和粒子交换,但有其他形式的能量交换的体系,属于封闭体系的一种。绝热过程有绝热压缩和绝热膨胀两种。 绝热过程分为可逆过程(熵增为零)和不可逆过程(熵增不为零)两种。可逆的绝热过程是等熵过程。等熵过程的对立面是等温过程,在等温过程中,最大限度的热量被转移到了外界,使得系统温度恒定如常。由于在热力学中,温度与熵是一组共轭变量,等温过程和等熵过程也可以视为“共轭”的一对过程。 ==理论解释== 根据热力学第一定律,在绝热压缩过程中有W+Q=△U(内能增量)。由于是绝热压缩,有Q=0,W>0,△U>0,因此,在绝热压缩过程中,物质的内能增加,温度升高。 简单地说,从能量角度考虑,绝热容器与外界没有热传递,压缩体积是对气体做功,故气体能量增加也就是内能增加,那么温度必然升高。 ==其它压缩过程== 压缩机、[[鼓风机]]等是化工生产中常用的压气机,它是借助于机械能或电能,来实现气体由低压到高压的状态变化。各类压气机的结构和工作原理虽然不同,但从热力学观点来看,气体状态变化过程并没有本质的不同,都是消耗外功,使气体压缩升压的过程,在正常工况下都可以视为稳定流动过程。 气体的压缩,一般有等温、绝热、多变三种过程,又分单级和多级压缩。对于稳定流动体系,压缩过程的理论轴功可用稳定流动系统的热力学第一定律来描述。 气体压缩以等温压缩最有利,因此,应设法使压气机内气体压缩过程的指数n减小。采用水套冷却是改进压缩过程的有效方法,但在转速高,气缸尺寸大的情况下,其作用也较小。同时,为避免单级压缩因压缩比太高而影响容积效率,常采用多级压缩、级间冷却的方法。分级压缩,级间冷却式压气机的基本原理是将气体先压缩到某一中间压力,然后通过一个中间冷却器,使其等压冷却至压缩前的温度,然后再进入下一级气缸继续被压缩、冷却,如此进行多次压缩和冷却,使气体压力逐渐增大,而温度不至于升得过高。这样,整个压缩过程趋近于等温压缩过程。 ==视频== ===<center> 绝热压缩 相关视频</center>=== <center>“绝热压缩”是什么?能将活塞中的纸被点燃,是柴油发动机的灵感</center> <center>{{#iDisplay:j33057nxz1c|560|390|qq}}</center> <center>“绝热压缩”是什么?将棉花放进玻璃管内,有趣的现象发生了</center> <center>{{#iDisplay:f3274a0fh8i|560|390|qq}}</center> ==参考文献== [[Category:330 物理學總論]]
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