Адиабатен процес 1
Фиг. 2.4. Графика адиабатен процес (пунктирана линия - изотерма)
Тя се нарича адиабатен процес, който протича без топлообмен с околната среда. В такъв процес, Q = 0. и не само общото количество топлина, получена от термодинамична система е равно на нула, но във всеки състояние елементарен процес DQ = 0.
В този процес, температурни промени, въпреки отсъствието на топлина. В адиабатен процес на топлинния капацитет на газ, съгласно определението (2.3) е равна на нула. Пример за такъв процес може да бъде обсъдено по-горе процес на компресия или разширяване на газа в цилиндъра под буталото, при условие, че стената на цилиндъра и буталото има идеално топлоизолация. Този процес е илюстриран на линия 1 -2 координати (Фиг.2.2), който се нарича адиабатно. Тъй като адиабатен процес Q = 0, първият закон на термодинамиката е:
По този начин, в адиабатен процес на работата, извършена от газа срещу външни сили само чрез намаляване на вътрешната енергия на газа. Следователно, адиабатно разширяване на температура газ намалява и адиабатно компресиране - се увеличава. В резултат на тази равнина простира адиабатно охладител от изотерма (крива 1-3 на Fig.2.4). Ефектът на адиабатно промяната на температурата се използва широко в областта на техниката, като втечнени газове.
В диференциална форма, първия закон на термодинамиката за адиабатен процес е от формата (DQ = 0):
Смяна в (2.19) Du експресия (2.9), и изразяване на Р от уравнението на състоянието на идеален газ, ние получаваме:
Разделяне на лявата и дясната страна на този израз в м х Cu T / m, ние получаваме:
За идеален газ на Cu - константа, така че е лесно да се интегрират уравнение (2.20) и се получи:
В логаритъм на количество е постоянен, ако логаритъм е да се постоянна стойност, така че
Това съотношение дава връзката на термодинамичните параметри за адиабатен процес.
Безразмерна г = CP / Cu наречен адиабатно експонента и зависи от броя на степените на свобода на молекулите на газа. Заместването на стойности на СР и Cu от изрази (2,10) и (2,15), ние получаваме:
Замествайки този израз в (2.21), пишем по-компактен:
От този израз, следва, че Т = конст / V г -1. и като съгласно (2.22) г-1> 0, температурата се понижава чрез адиабатно разширение, и обратно, се увеличава по време на пресоване. Това заключение сме правили и преди, на базата на първия закон на термодинамиката, но изразът (2.23) ни позволява да се изчисли промяната на температурата в количествено. Например, ако първоначалното V1 държавната обем и температура $ Т1 са известни, както и известен краен обем V2. можем да запишем уравнение (2.21) за началните и крайните състояния:
От това уравнение намираме:
Характер на изменение на налягането в адиабатен метод може да се намери, като се излиза от (2.23), ако на мястото на температурата, като се използва уравнението Clapeyron - Менделеев (Т = PV # 956 / MR). Резултатът:
Тъй m, # 956, R е константа за дадена маса на газ, което води до експресия могат да бъдат написани като:
Това съотношение се нарича уравнение на Поасон адиабатно.
Работата по адиабатно разширение на газа, равна на площта под кривата на процес 1-2 (вж. Фиг.2.2). Ако е известен начална и крайна температурата на процеса, не е необходимо да се изчисли тази област - е достатъчно да се използва формулата (2.18) и експресията на вътрешната енергия на идеалния газ. Това ни води към равенство: