Adiabatikus folyamat 1

Ábra. 2.4. Graph adiabatikus folyamat (szaggatott vonal - izoterma)

Ez az úgynevezett adiabatikus folyamat zajlik nélkül hőcsere a környezettel. Egy ilyen eljárásban, Q = 0. és nem csak a teljes hőmennyiség kapott termodinamikai rendszer nullával egyenlő, de minden egyes elemi folyamat állapota dQ = 0.

Ebben a folyamatban, hőmérséklet-változás, hiánya ellenére a hő. Egy adiabatikus folyamat a hőkapacitása a gáz, definíció szerint a (2.3) egyenlő nullával. Egy példa az ilyen eljárás lehet egy eljárás, a fent tárgyalt préseléssel vagy expanziós gáz a hengerben a dugattyú alatt, feltéve, hogy a henger fala és a dugattyú egy ideális hőszigetelés. Ezt a folyamatot szemlélteti az 1. sorban -2 koordináták (Fig.2.2), amely az úgynevezett adiabatikus. Mivel adiabatikus folyamat Q = 0, az első törvénye termodinamika:

Így adiabatikus folyamat által végzett munka a gáz külső erőkkel szemben csak csökkenti a belső energiája a gáz. Ezért a gáz adiabatikus tágulása a hőmérséklet csökken, és az adiabatikus kompressziós - növekszik. Ennek eredményeként ez a sík húzódik adiabatikus hűvösebb, mint izoterma (görbe 1-3 on Fig.2.4). A hatás az adiabatikus hőmérséklet-változás széles körben alkalmaznak a szakterületen, mint például a cseppfolyósított gázok.

Differenciális formában, az első főtétel egy adiabatikus folyamat a forma (dQ = 0):

Cseréje a (2,19) a dU expresszióját (2.9), és expresszáltatjuk a p a állapotegyenlet egy ideális gáz, kapjuk:

Felosztása a bal és jobb oldalán ez a kifejezés a m × Cu T / m, kapjuk:

Egy ideális gáz Cu - állandó, így könnyen integrálható egyenlet (2.20), és megszerezni:

Logaritmusát mennyiség állandó, ha a logaritmus is megér egy konstans érték, így

Ez az arány a kapcsolatot a termodinamikai paramétereinek adiabatikus folyamat.

Dimenzió g = CP / Cu úgynevezett adiabatikus kitevő és számától függ szabadsági fokok a gázmolekulák. Behelyettesítve az értékeket CP és Cu származó kifejezést (2.10) és (2.15), kapjuk:

Behelyettesítve ezt a kifejezést a (2.21), akkor írd tömörebb:

Ebből a kifejezés, ebből következik, hogy a T = const / V g -1. és a szerint (2,22) g-1> 0, a hőmérséklet csökkent, adiabatikus expanzió, és fordítva, növeli a préselés során. Ez a következtetés tettünk korábban, alapján az első főtétele, de a kifejezés (2,23) lehetővé teszi, hogy kiszámítja a hőmérséklet-változás mennyiségileg. Például, ha a kezdeti térfogata V1 és a hőmérsékletet $ T1 ismertek, például a jól ismert végső térfogat V2. felírhatjuk egyenlet (2.21) kezdeti és végső állapot:

Ebből az egyenletből találunk:

Jellege változása nyomás adiabatikus folyamat is megtalálható, kiindulási anyagként (2,23), ha kicseréljük a hőmérséklet, a következő egyenletet használva Clapeyron - Mendeleev (T = pV # 956; / MR). Az eredmény:

Mivel m, # 956;, R konstans egy adott tömegű gáz, kapott expressziós felírható:

Ez az arány az úgynevezett egyenlet Poisson adiabatikus.

A munka gáz adiabatikus tágulása egyenlő a görbe alatti terület egy folyamat 1-2 (lásd. Fig.2.2). Ha az ismert kezdeti és végső folyamat hőmérséklete, nem kell számítani ezen a területen - elegendő ahhoz, hogy használja a képlet (2,18), és a kifejezés a belső energiája egy ideális gáz. Ez elvezet minket a kapcsolat: