熱力學圖

熱力學圖是科學家及工程師用來表示物體（多半是流體）熱力學狀態及其變化的圖。例如T-s圖（溫度熵圖）就可以說明流體在壓縮機中的溫度及熵的變化。

常見的熱力學圖

以下是一些常見的熱力學圖：

氣象學特別會用到以下的熱力學圖：

壓力溫度圖

氣象學常會用熱力學圖，配合無線電探空儀及氣象氣球所量測的資料，分析大氣層的實際狀態。在這些圖，會顯示溫度和濕度（由露點表示）對應氣壓的情形。從這些圖圖可以對大氣層分層以及垂直的水蒸氣分佈有簡單的敘述。進一步的分析可以得到積雲的底層和上層的實際高度，以及在分層中可能有的不穩定性。

若假設因為太陽輻射所轉移的能量，可以預測高度2m以下空氣的溫度、濕度以及風力、大氣邊界層的發展，是否會有雲以及其發展，以及當天是否適合飛行。

有些熱力學圖的面積是和能量有關的。空氣的氣壓和溫度會依特定過程改變，在熱力學圖中形成封閉曲線，封閉曲線的面積就是所吸收或是釋放的能量。

大氣學中的熱力學圖，常會有以下五種不同的線：

也可以得到氣溫垂直遞減率, 乾絕熱垂直遞減率（DALR）和濕絕熱垂直遞減率（MALR）。透過這些線，可以得到舉升凝結面高度（英語：lifted condensation level）、自由對流高度、雲是否形成之類的資訊。

系統從一個平衡狀態到最終平衡狀態中間的狀態路徑^[1]可以用壓力體積圖（P-V）、壓力溫度圖（P-T）和溫度熵圖（T-s）表示^[2]。

在熱力學過程中，從一個點到另一個點的可能路徑有無限種。很多情形下走哪一個路徑對系統是有影響的。不過熱力學性質的變化只和初始狀態、最終狀態有關，和路徑無關^[3]。

圖1

考慮在氣缸內的氣體，有活塞位在氣體的上方，使氣體的體積為 $V 1$ ，溫度為 $T 1$ 。若氣體受熱，溫度上昇到 $T 2$ ，而氣體體積也膨漲為 $V 2$ ，如圖1所示。因為活塞沒有受到其他外力，氣體的壓力不變，此過程為等壓過程，在P-V圖上是水平線，從狀態1到狀態2。

圖2

在一過程中，很重要的是計算所做的功（英語：work (thermodynamics)）。過程所作的功是在P-V圖路徑下方的面積。在圖2中，若是等壓過程，可以簡單的計算所作的功。若氣體的膨張很慢，氣體移動活塞所作的功是力F乘以距離d。但力是氣壓P和活塞面積A的乘積，F = PA^[4]。因此，

^ Thermodynamics (Third Edition), Kenneth Wark, McGraw-Hill Inc, 1977, ISBN 0-07-068280-1
^ Fundamentals of Engineering Thermodynamics (Seventh Edition), Michael J. Moran, Howard N. Shapiro, Daisie D. Boettner, Margaret B. Bailey, John Wiley & Sons, Inc., 2011, ISBN 978-0470-49590-2
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^ Physics – Principles with Applications (Second Edition), Douglas C, Giancoli, Printice Hall, Inc., 1985, ISBN 0-13-672627-5

The Physics of Atmospheres by John Houghton, Cambridge University Press 2002. Especially chapter 3.3. deals solely with the tephigram.
German version of Handbook of meteorological soaring flight from the Organisation Scientifique et Technique Internationale du Vol à Voile (OSTIV) (chapter 2.3)

Handbook of meteorological forecasting for soaring flight WMO Technical Note No. 158. ISBN 92-63-10495-6 especially chapter 2.3.

www.met.tamu.edu/../aws-tr79-006.pdf A very large technical manual (164 pages) how to use the diagrams.
www.comet.ucar.edu/../sld010.htm A course on how to use diagrams at Comet, the 'Cooperative Program for Operational Meteorology, Education and Training'.