空气在等温压缩后能量发生怎样变化，为什么?

2022-09-22 分类: 技术问答阅读:193 关键词: 等温压缩能量

答：空气在压缩过程中，是靠消耗电能来提高空气压力的。同时，气体的温度也会升高。随着气体温度升高，气体体积要膨胀，压缩更困难，要压缩到同样的压力需要消耗更多的能量。因此，为了减少压缩机的耗能量，在压缩过程中应尽可能充分地进行冷却，一般设置有中间冷却器和气缸冷却水套，用冷却水进行冷却。在最理想的情况下，空气压缩后温度不升高，与压缩前的温度相等，称为“等温压缩”。

在等温压缩时，由于温度不变，气体分子运动的动能没有变化。而压力升高后的质量比体积缩小，分子之间的距离缩小，分子相互作用的位能减小。所以，空气等温压缩后内部的能量反而是减少的。从空气的热力性质图可查到，在同样温度下的空气比焓随压力升高而减小。

为什么空气在压缩时消耗了大量的电能，空气压力提高，空气的能量反而减小了呢?这是否违反能量守恒定律呢?实际上，空气在压缩过程中，除了从外界得到能量，对空气做功外，还向冷却水放出了大量的热，被冷却水带走。根据能量平衡，如果能量的支出大于收入，则只能靠减少内部积余来弥补。空气在等温压缩时就是属于这种情况，放给冷却水的热大于压缩机消耗的功。