[科普中国]-可逆绝热过程

概述含义

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。

绝热条件下，N2+3H2=可逆=2NH3↑，就是一个绝热可逆过程 。

分类可逆的绝热过程分为可逆干绝热过程和可逆湿绝热过程1

可逆干绝热过程对于定质量的气块，它的状态是由气压（p）、温度（T）、和任意一个湿度参数（如比湿q）共同决定，而气块在垂直升降运动过程中其状态不断发生变化，因此必须获得气块状态变量随高度变化规律

在垂直升降运动过程中，气块中所含的水汽始终未达到饱和，没有发生相变的绝热过程，称为干绝热过程。这里的干表示未饱和气块在绝热过程中没有发生水相的变化，并非指不含有水汽。由于满足垂直运动的三个基本假设，即绝热条件、准静态条件、静力平衡条件，因此他又是可逆过程，常称为可逆干绝热过程。2

可逆湿绝热过程含义气块上升时到等熵凝结高度以上，水汽开始凝结并释放出潜热，如果饱和气块继续上升且凝结物全部保留在气块内，并与外界无热量交换;当气块下沉增温湿，这些凝结物又蒸发，使气块始终维持饱和状态，所耗的潜热与原来释放的潜热相等，沿逆过程后仍能回到原来的状态，这样的过程称为可逆湿绝热过程，又称为湿绝热过程，这里的“湿”表示在饱和的绝热气块内发生水相变化。

可逆湿绝热过程是一个等熵过程，虽然在可逆式绝热过程中发生了相变，但水汽和凝结出来的液态水总质量（mv+mt）不变，干空气质量md也不变。3

可逆湿绝热方程可逆湿绝热过程是一个等熵过程，因此可以利用熵函数来推导湿绝热方程。由于可逆过程熵不变，即dS=0,即可得到可逆湿绝热方程