[科普中国]-热力学图

热力学图（Thermodynamics figure）是科学家及工程师用来表示一物体（多半是流体）热力学状态及其变化的图。例如T-s图（温度熵图）就可以说明流体在压缩机中的温度及熵的变化。

常见的热力学图压力温度图即从某一压力下的沸点值可以近似地推算出另一压力下的沸点。可在B线上找到常压下的沸点，再在C线上找到减压后体系的压力点，然后通过两点连直线，该直线与A的交点为减压后的沸点。

温度熵图以T(气温)为纵坐标, lnθ(位温对数)或S(熵)为横坐标的热力图。在该图中可以看出工质在循环过程中放热或者吸热的情况。

在饱和区，等压线是水平的，因为T和P同时都是不变的；在气体区与液体区等压线是稍微弯曲的上升曲线，而且由于液体的可压缩性小，故液相区的等压线与饱和液相线十分接近。因此，在液体等熵压缩时，其温度仅稍稍升高。另外，由液体区的等压线还可看出，随T增大，熵S变化并不大。（即S增加并不大）。

焓熵图在解决热机、压缩机、冷冻机与工质的状态变化时也常被使用。

图上常画出等压线，等温线，等干线和等内能线，若知物质任二个参变量，可很快读出其它各参变量，如：已知某蒸气的压力和干度，即可在H-S图上求出H、u、S等。该图中的临界点位于饱和区边界曲线的左支上，而且在其最陡的部分。均匀状态区中的等压线是稍微弯曲的曲线，其斜率由条件 确定,所以T越高，则等压线越陡。

冷却曲线冷却曲线又叫步冷曲线，是热分析法绘制凝聚体系相图的重要依据。步冷曲线上的平台和转折点表征某一温度下发生相变的信息，二元凝聚体系相图可根据步冷曲线来绘制。常规的手工绘图方法不仅繁琐而且不可避免地会引入人为误差，随着计算机技术在数据处理方面的应用，可利用计算机编辑。

冷却曲线(dynami continuouseoolingtransformationeurve)将不同变形条件下的金属材料以不同的冷却速度冷却时相变开始和完成的时间和温度关系记录下来的温度一时间曲线。显示了材料无变形时的相变点与存在变形时的相变点。动态相变点可以在热模拟机上利用相变时体积有变化的原理测出曲线无应变在材料热加工时伴随有温度的变化，而变形对相变的产生是有影响的，因此，在这种动态过程中所记录下的温度一时间的关系曲线，随变形过程的连续进行而有所变化，故称为冷却曲线。

在这类曲线上，一般标明相变发生的条件与材料的名称;利用这类曲线，可通过控制变形量、温度及冷却速度来获取所需材料的组织与性能。在极端的加热与冷却速度下，或者在有变形同时存在的条件下，材料发生相变时的温度和时间，称为动态相变点。借助专门设备，可获得一般情况下用常规方法难以测得的极端条件下的相变。

饱和蒸气压曲线

饱和蒸气压（saturated vapor pressure）：在一定温度下，与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大。例如，在30℃时，水的饱和蒸气压为4132.982Pa，乙醇为10532.438Pa。而在100℃时，水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa，乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质，如液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。

饱和蒸气压曲线：液体在不同温度下的饱和蒸气压。1

气象学常用的热力学图斜温图用于滑翔天气分析和天气预报。各地气象站通过释放气象气球获取大气的垂直信息，包括不同高度的温度，露点，风向和风力。然后将这些信息输入到计算机进行分析，对未来天气进行预报。预报结果用斜温图表示。如下图：

图中有2条曲线：红线（右边）是温度线，蓝线（左边）是露点线。

通过背景的辅助线可以读出飞行场地的云底高度，热气流的强度分布，可以直接判断滑翔伞或三角翼的盘升高度。

右边有一列风矢，表示风的垂直分布，可以直接观察不同高度的风况。

右上角有若干行参数，表示天气状况，包括恶劣天气的可能性以及恶劣天气的恶劣程度，可以帮助我们判断飞行的风险程度。

左上角的同心圆表示风切变的垂直分布。

该图发明于1947年，随即被美国空军采纳。已经广泛应用航空天气分析。

例如上图红线与蓝线相碰的地方是云层的位置，高度在650百帕。红线与蓝线相距越远，表示空气越干燥。

红线的倾斜程度表示热气流上升趋势的强弱。当红线与背景的蓝线相平行的时候，热气流的上升趋势最强。

蓝线的倾斜程度表示对流层的混合程度。蓝线与背景的红线相平行的时候，表示大气上下层混和一致，间接表示热气流会很好。

当图形底部蓝线与红线呈八字形的时候是热气流飞行的最好天气。这个图是云南景谷的天气预报，日期和地理坐标在图上标注。斜温图还传递各种天气的信息，包括是降雨还是降雪，降水量有多少等等信息。它是滑翔天气分析的有力工具。它反映出全世界任何一个地方的天气概况。由全球天气预报系统GFS提供所有的数据。数据每3小时一次，不断更新。可以预测未来一周的天气情况。

埃玛图埃玛图(emagram)又称温度-对数压力图。一种由温度和对数气压组成的具有正交或外交坐标的热力学图解。我国普遍采用正变坐标系，横坐标为温度，纵坐标为对数气压。图的面积表示能量，1平方厘米的面积表4.5J/kg的能量，因而它也是一种能量图解。用它可以进行大气状态的温湿特征量、气层厚度、不稳定能量及特征高度的计算，是合站常用的一种辅助图表。2

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学