绝热过程

当已知一个系统的状态方程时就容易求出它的各种等值过程方程。但没有哪个状态参量在绝热过程中保持不变，因此需要根据热力学定律求出它所要遵守的微分方程，再进行积分才能求出气体的绝热过程方程。下面我们将要求出经典和量子理想气体(包括光子气体)的绝热过程方程，并进行一些必要的讨论。

经典理想气体绝热方程

理想气体绝热过程方程式可根据过程特点从能量方程导出

量子理想气体绝热方程

对于非相对论性的粒子，能量与动量的二次方成正比，

光子气体绝热方程

光子气体是极端相对论性的理想量子玻色气体，光子的静止质量等于零，它的能量与动量成正比，

经典理想气体绝热方程使用注意事项

当利用

根据理想气体状态方程和绝热过程方程，联立求解可得各状态参数关系为：

由绝热过程方程可知,绝热过程在图1 p-v图中是一条高次双曲线，而可逆绝热过程为定熵过程，在图1 T-s图上为一条垂直线。如图1所示，图1中1-2为绝热膨胀过程，1-2‘为绝热压缩过程。今后为区别可逆绝热过程与不可逆绝热过程（有熵增），而把可逆绝热过程称为定熵过程。

系统与外界没有热量交换情况下所进行的状态变化过程。绝热过程是为了便于分析计算而进行的简化和抽象，它又是实际过程的一种近似，当过程进行得很快，工质与外界来不及交换热量时，例如，叶轮式压气机和气流流经喷管的过程等均可以近似作绝热过程处理 。

大气层中的许多重要现象都和绝热变化有关。例如，在大气层的下层通常存在着温度随高度而递减，主要就是由于空气绝热混合的结果。导致水蒸汽凝结、云和雨形成的降温作用，主要是由于空气上升时温度下降的结果；晴朗的、干燥的天气通常是与空气下沉引起的增温变干作用有关。上升空气的降温作用和下沉空气的增温作用主要是由于空气的绝热膨胀和绝热压缩的结果 。

可逆绝热过程含义

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，

可逆绝热过程分类

可逆的绝热过程分为可逆干绝热过程和可逆湿绝热过程

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。

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。

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。

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