什么是物理學(xué)中的等溫過程？
物理科學(xué)研究對(duì)象和系統(tǒng)來測量它們的運(yùn)動(dòng)，溫度和其他物理特性。它可以應(yīng)用于從單細(xì)胞生物到機(jī)械系統(tǒng)到行星，恒星和宇宙以及控制它們的過程。在物理學(xué)中，熱力學(xué)是一個(gè)分支，專注于在任何物理或化學(xué)反應(yīng)過程中系統(tǒng)性質(zhì)的能量（熱）變化。
"等溫過程"，這是系統(tǒng)溫度保持恒定的熱力學(xué)過程。進(jìn)出系統(tǒng)的熱量傳遞非常緩慢，以至于保持熱平衡。"Thermal"是描述系統(tǒng)熱量的術(shù)語。"Iso"means"equal"，so"等溫"means"equal heat"，這是定義熱平衡的原因。
等溫過程
通常，在等溫過程中，即使溫度保持不變，內(nèi)部能量，熱能和功也會(huì)發(fā)生變化。系統(tǒng)中的某些功能可以維持相同的溫度。一個(gè)簡單的理想例子是卡諾循環(huán)，它基本上描述了熱發(fā)動(dòng)機(jī)如何通過向氣體供應(yīng)熱量來工作。結(jié)果，氣體在氣缸中膨脹，并且推動(dòng)活塞進(jìn)行一些工作。然后必須將熱量或氣體推出氣瓶（或傾倒），以便可以進(jìn)行下一個(gè)加熱/膨脹循環(huán)。例如，這就是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生的情況。如果此循環(huán)完全有效，則該過程是等溫的，因?yàn)闇囟仍趬毫ψ兓瘯r(shí)保持恒定。
要了解等溫過程的基礎(chǔ)知識(shí)，請(qǐng)考慮氣體在系統(tǒng)中的作用。理想氣體的內(nèi)能僅取決于溫度，因此理想氣體等溫過程中內(nèi)能的變化也是0。在這樣的系統(tǒng)中，所有的熱量都添加到系統(tǒng)中只要壓力保持不變，（氣體的）就進(jìn)行保持等溫過程的工作?；旧?，在考慮理想氣體時(shí)，系統(tǒng)上保持溫度的工作意味著氣體體積必須隨著系統(tǒng)壓力的增加而減小。
等溫過程和物質(zhì)狀態(tài)
等溫過程多種多樣。將水蒸發(fā)到空氣中是一種，就像在特定沸點(diǎn)下沸騰一樣。還有許多保持熱平衡的化學(xué)反應(yīng)，在生物學(xué)中，細(xì)胞與其周圍細(xì)胞（或其他物質(zhì)）的相互作用被認(rèn)為是等溫過程。
蒸發(fā)，熔化和沸騰也是"相變"。也就是說，它們是在恒定溫度和壓力下發(fā)生的水（或其他流體或氣體）的變化。
繪制等溫過程
在物理學(xué)中，繪制這樣的反應(yīng)和過程是使用圖表（圖表）完成的。在相圖中，等溫過程通過沿著恒定溫度跟隨垂直線（或平面，在3D相圖中）繪制。為了保持系統(tǒng)的溫度，壓力和體積可以改變。
當(dāng)它們發(fā)生變化時(shí)，即使溫度保持恒定，物質(zhì)也可能改變其物質(zhì)狀態(tài)。因此，沸騰時(shí)水的蒸發(fā)意味著溫度保持不變，因?yàn)橄到y(tǒng)改變壓力和體積。然后繪制圖表，溫度保持不變。
一切都意味著
當(dāng)科學(xué)家研究系統(tǒng)中的等溫過程時(shí)，他們正在研究熱量和能量以及它們與改變或維持系統(tǒng)溫度所需的機(jī)械能之間的聯(lián)系。這種理解有助于生物學(xué)家研究生物如何調(diào)節(jié)自己的科普大講堂節(jié)奏ratures。它還在工程，空間科學(xué)，行星科學(xué)，地質(zhì)學(xué)和許多其他科學(xué)分支中發(fā)揮作用。熱力學(xué)功率循環(huán)（以及等溫過程）是熱能背后的基本思想。人類使用這些設(shè)備為發(fā)電廠供電，如上所述，還有汽車，卡車，飛機(jī)和其他車輛。此外，這種系統(tǒng)存在于火箭和航天器上。工程師應(yīng)用熱管理原理（換句話說，溫度管理）來提高這些系統(tǒng)和過程的效率。
由Carolyn Collins Petersen編輯和更新。
