壓力體積圖

壓力體積圖（pressure–volume diagram）也稱為壓力-容積循環（pressure–volume loop）或PV圖，是用來敘述系統內體積和压强變化的圖。常見於热力学、心血管生理学和呼吸生理學。

PV圖一開始曾稱為「指標圖」（indicator diagrams），是在18世紀時發展，是研究蒸汽机效率所需的工具。

說明
PV圖會將一個或多個热力学过程中，壓力P對體積V的變化繪出。在熱力學裡，常會用多個热力学过程形成热力学循环，因此當完成一個循環，系統的狀態不會變化，也就是設備的壓力和體積回到初始值。

圖中是理想热力学循环的PV圖。其中有數個狀態（標示1至4）。各狀態之間的路徑為热力学过程（標示A至D），其中系統的壓力、體積會變化。
此圖中有一個重要的特性，是系統以作功產生的能量（或吸收的能量）是可量測的，因為其淨功是四條線所封閉的面積。
在圖中，過程1-2-3產生功的輸出，但過程3-4-1需要較小的能量輸入，來讓系統恢復到原始狀態，因此淨功是這兩者的差。
上圖是高度理想化的圖，各線段都是水平線或垂直線，且夾角為直角。實際設備中的圖案會更加複雜
歷史

PV圖，之後稱為指標圖（indicator diagram）是在1796年由詹姆斯·瓦特和他的員工所提出Bruce J. Hunt (2010) Pursuing Power and Light, page 13, The Johns Hopkins University Press 。利用一個和活塞同步移動的平台來記錄體積，壓力則是由壓力計來記錄，其移動方向和活塞運動方向垂直。會利用铅笔來繪圖。瓦特用此圖對蒸汽引擎的性能作了大幅的提昇。

應用
熱力學


若要精確的計算系統所做的功，需要針對壓力相對體積的積分，這就是壓力體積圖中過程所包圍的面積。

有些情形下會在橫軸標示比容而不是體積，其面積就是單位質量所做的功（單位：J/kg）。

相關條目

 温熵图
 威格斯圖
 每搏输出量
 热力学循环



參考資料

書目


 Pacey, A. J. & Fisher, S. J. (1967) "Daniel Bernoulli and the vis viva of compressed air", The British Journal for the History of Science 3 (4), p. 388–392, 
 British Transport Commission (1957) Handbook for Railway Steam Locomotive Enginemen, London : B.T.C.,  p. 81, (facsimile copy publ. Ian Allan (1977), )

 外部連結 


 Diagram at cvphysiology.com
 Interactive demonstration at davidson.edu


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