体积 (热力学)

热力学系统的体积是在描述热力学状态时,重要的外延性质比容是对应的内含性质,是单位质量的体积。体积为一状态函数,和其他热力学性质(如压力、温度)之间有相互关系。例如理想气体的体积就可以依理想气体定律,用压力及温度来表示。

一系统的体积可能与分析系统所用的控制体积重合,但也可能不重合。

简介

热力学系统的体积一般是指工作流体的体积,例如活塞中的流体体积。体积的变化可能是外界对系统做功的结果,或是是系统用体积的变化来对外界做功。等容过程的体积不会变化,因此不会产生功,不过其他的热力学过程都会有体积的变化。例如多方过程会改变体积以使 为常数(其中 为压力, 为体积,而 为多方指数)。不过当 相当大时,上述的多方过程会近似于等容过程。

气体是可压缩的,因此在热力学过程中其体积(或比容)可能会随之变化。相较于气体,液体几乎是不可压缩的,其体积可以视为定值。一物体的压缩性是指一物体在受到压力后的相对体积变化。而热膨胀是指一物体在温度变化下相对体积变化的情形趋势。

热力学循环是由许多的热力学过程所组成,其中有些是等容过程,有些则不是。例如蒸气压缩制冷循环中会让冷媒在液态及气体之间进行相变化。

常用的体积单位有 立方米)、 )及  (立方英尺)。