Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Маркетинг Адиабатический процесс
просмотров - 404

Наряду с изопроцессами существует адиабатический процесс, широко распространенный в природе. Адиабатическим процессом называют процесс, протекающий без теплообмена с внешней средой. Это означает, что газ при адиабатическом процессе не получает извне тепла: dQ = 0. Первое начало термодинамики для моля газа будет иметь вид dUm = - dAm. С учетом выражений (10.4) и (10.9) запишем последнее равенство в виде

Cvm dT = -dAm = - pdVm . (10.14)

В случае если при адиабатическом процессе газ расширяется, то dAm 0 , dT 0 , ᴛ.ᴇ. внутренняя энергия газа уменьшается, температура также уменьшается, газ при адиабатическом расширении охлаждается. При адиабатическом сжатии газа dAm 0 , dT 0 , его температура увеличивается. Молекулярно-кинœетическое объяснение этого явления дано выше.

Примером адиабатического процесса является распространение звуковых колебаний в воздухе. Сжатия и разряжения воздуха происходят так часто, что тепло не успевает переходить от слоев, имеющих большую температуру, к слоям с меньшей температурой. Следовательно, процессы, происходящие достаточно быстро, близки к адиабатическим.

Важное значение адиабатический процесс имеет в объяснении атмосферных явлений. Слои воздуха, поднимающиеся вверх, расширяются, так как атмосферное давление уменьшается с высотой. За счет расширения газ адиабатически охлаждается, в связи с этим с увеличением высоты температура газа уменьшается. Это объясняет и тот факт, что ветер, дующий с гор, всœегда кажется теплым, так как воздух, перемещаясь, сжимается, а ветер, дующий с моря, кажется прохладным.

При адиабатическом процессе газ подчиняется уравнению Клапейрона pVm = RT . Наличие дополнительного условия (10.14) позволяет уменьшить в этом уравнении число параметров состояния. Для этого выразим p из уравнения Клапейрона и подставим его в формулу (10.14): Cvm dT = - RTdVm/Vm. Разделяя переменные, получим dT/T +RdVm /(VmCvm)= 0 . Взяв неопределœенный интеграл, получим lnT +(R/Cvm)lnVm = const . В согласии с (10.10) и (10.13) получим (R/Cvm) = 2/i = g - 1 и с учетом последнего выражения lnT +(g - 1)lnVm= const. Потенцируя это равенство, придем к уравнению

TVg-1 = const, (10.15)

где индекс m опущен. Полученное соотношение представляет собой уравнение адиабаты в переменных T и V . Чтобы от этого уравнения перейти к уравнению с переменными p и V , выразим из уравнения Клапейрона-Менделœеева температуру T = mpV/Rm и подставим ее в выражение (10.15).

Получим

pVg = const . (10.16)

Соотношение (10.16) называют уравнением Пуассона. По форме это уравнение похоже на уравнение изотермы. При этом при увеличении объема для адиабатического процесса давление падает быстрее, чем для изотермического процесса (рис. 10.5).

Согласно выражению (10.14) работа для адиабатического процесса определится по формуле

Am == -= Сm(T1 - T2).

С учетом выражения (10.10) получим для моля газа :

Am = (i/2)R(T1 - T2) = (i/2)(p1V1m - p2V2m).

Для произвольной массы газа m получим A =(i /2)(m /m)(p1V1 - p2V2).


Читайте также


  • - Адиабатический процесс

    Наряду с изопроцессами существует адиабатический процесс, широко распространенный в природе. Адиабатическим процессом называют процесс, протекающий без теплообмена с внешней средой. Это означает, что газ при адиабатическом процессе не получает извне тепла: dQ = 0. Первое... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Наряду с рассмотренными изопроцессами, протекающими в газах, важную роль играет адиабатический процесс, т.е. про­цесс, происходящий в газе без теплообмена с окружающей сре­дой. Такой процесс можно осуществить, например, в теплоизолированном сосуде (сосуд Дьюара), при... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс.

    Адиабатический (адиабатный) процесс – это процесс, протекающий в отсутствие теплообмена между термодинамической системой и внешней средой. Для адиабатического процесса и первое начало термодинамики имеет вид: , (2.8.1) или . (2.8.2) На плоскости (P, V) процесс... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Процесс без обмена теплотой с окружающей средой назы­вается адиабатическим. Он может происходить, если газ (или другое тело) окружен абсолютно не проводящей тепло оболочкой или процесс происходит очень быстро, так что газ не успевает обменяться теплом с другими телами. ... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Адиабатическим процессом называется процесс идущий без энергообмена с окружающей средой. В соответствии с первым началом термодинамики для адиабатического процесса имеем . Адиабатический процесс может быть реализован при наличии достаточно хорошей... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Процесс без обмена теплотой с окружающей средой назы­вается адиабатическим. Он может происходить, если газ (или другое тело) окружен абсолютно не проводящей тепло оболочкой или процесс происходит очень быстро, так что газ не успевает обменяться теплом с другими телами. ... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Адиабатический процесс - это такое изменение состояний газа, при котором он не отдает и не поглощает извне теплоты. Следовательно, адиабатический процесс характеризуется отсутствием теплообмена газа с окружающей средой. Адиабатическими можно считать быстро протекающие... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты идеального газа

    Адиабатическим (адиабатным) называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой . К адиабатическим процессам можно отнести все быстропротекающие процессы, например, процесс распространения звука в среде. Скорость распространения звука настолько велика,... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Это процесс, при котором отсутствует теплообмен () между системой и окружающей средой. К адиабатическим можно отнести все быстропротекающие процессы. Из ПНТ () для адиабатического процесса следует, что , (20) т.е. внешняя работа совершается за счет уменьшения внутренней... [читать подробенее]


  • - Адиабатический процесс

    Большой практический интерес представляет адиабатный процесс— термодинамический процесс, в котором система не обменивается теплотой с окружающей средой. Адиабатическим (адиабатным ) называется процесс, происходящий без теплообмена с внешней средой. Из этого... [читать подробенее]