理想气体的特殊状态变化
理想气体的状态由压强 (p)、体积 (V) 和绝对温度 (T) 共同决定。当其中一个参数保持不变，而另外两个参数发生变化时，气体的行为遵循特定的实验定律。这些定律共同构成了理想气体状态方程的物理基础。
| 过程类型 | 恒定参数 | 物理规律 |
| 等压过程 (Isobaric) | 压强 p 不变 | V / T = 常数 (盖-吕萨克定律) |
| 等容过程 (Isochoric) | 体积 V 不变 | p / T = 常数 (查理定律) |
| 等温过程 (Isothermal) | 温度 T 不变 | p · V = 常数 (玻意耳定律) |
热力学能量转换
在这些过程中，气体与外界进行着功与热量的交换，遵循热力学第一定律 ΔU = Q + W：
- 做功 (W)：蓝色箭头表示。当体积膨胀时，气体对外界做负功（系统能量输出）。
- 热量 (Q)：红色箭头表示。反映了气体从热源吸收或向冷源放出的热量。
- 内能 (ΔU)：反映在气体的温度变化上。等温过程中，ΔU = 0。
操作指南
- 选择过程：首先在面板顶部选择要研究的过程类型（等压、等容或等温）。
- 设定状态：在“初始状态”中设定已知参数。系统会根据过程类型自动锁定对应的不变量。
- 指定演变：在“最终状态”中输入目标参数（如目标体积），然后点击“设定初始态”确认当前数值，再点击“开始动画”观察活塞运动与图表变化。
- 图表分析：左侧实时绘制 P-V 图、V-T 图或 P-T 图。红色点代表当前状态，蓝色和红色阴影区域分别代表功与热量的积分表现。