Что называют адиабатическим процессом
История открытия
Ряд экспериментов, проведенных в начале XIX столетия, доказали существование атмосферного давления. Так, немецкий инженер Герике сконструировал магдебургские полушария. Из сферы выкачивался воздух, после чего они с трудом разъединялись — воздух давил на них.
Пример еще одного исследования, целью какого является изучение такого явления — опыт Роберта Бойля. Физик доказал, что если трубка запаяна с короткого конца, а в длинный налита ртуть, последняя не поднимется до верха. Ведь воздушными потоками уравновешивается давящая сила.
Ламберт издал в 1779 году книгу «Пирометрия». В его труде описывается повышение и понижение температуры в приемнике воздушного насоса, когда движется поршень. Этот эффект подтвердили следующие ученые:
Дальтон опубликовал доклад, где называется особенность сгущения идеального газа. При нем выделяется тепло.
Обобщил накопившиеся знания Пуассон. По его мнению, температура при адиабатической реакции непостоянная, а, значит, закону Бойля — Мариотта необходима поправка — физик обозначил ее, как коэффициент k и выразил через соотношение теплоемкостей.
Важные нюансы
Термодинамический процесс в общем случае включает в себя теплообмен, работу, совершаемую системой и изменение внутренней энергии. Адиабатный по причине отсутствия обмена теплом сводится к последним двум.
Энтропия (S) не меняется в результате теплопередачи. Этот постулат описывается уравнением ΔS = ΔT=0. Здесь T — температура.
А также для расчетов используется такая величина, как адиабата идеального газа. Она обозначается буквой γ и вычисляется следующим образом: γ = C1/C2 (соотношение теплоемкостей).
Может подобный параметр выражаться и как количество степеней свободы. То есть γ = i + 2/ i.
Описание основных циклов
Физиками предлагается указанное определение процесса Карно: это идеальная цикличность, обеспечивающая работу тепловой машины с максимальным КПД. Наибольший и наименьший уровень разогрева совпадает с аналогичными показателями для рабочего устройства.
Среди условий для достижения нужного коэффициента полезного действия физики называют обратимость реакции, значит, следует исключить теплообмен между телами. Соответственно, преобразование тепла происходит лишь изотермически.
Обратный переход рабочего двигателя в исходную точку невозможен. Дело в том, что вся энергия затратится на восстановление изначального положения.
Работа четырехтактной двигательной системы осуществляется по схеме Отто, включающую в себя впуск, сжатие, рабочий вход и выпуск. Второй, третий и четвертый этапы считаются адиабатическими.
Прилагаемые в конце усилия равны разности мощности, с которой давят на газ и силы, затраченной на сжимание. Последнее повторяется до 7 раз (применяемая смесь зажигается принудительно).
Особенность адиабатической реакции заключается в невозможности теплообмена между окружающим пространством и объектом. С ее помощью можно объяснить, каким принципам подчиняется работа двигателя с четырьмя тактами и устройство с высокой отдачей.
адиабатический процесс
Смотреть что такое «адиабатический процесс» в других словарях:
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС — (адиабатный процесс), процесс, при к ром физ. система не получает теплоты извне и не отдаёт её. А. п. протекают в системах, окружённых теплоизолирующей (адиабатной) оболочкой, но их можно реализовать и при отсутствии такой оболочки. Для этого… … Физическая энциклопедия
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС — АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, термодинамические изменения, при которых не происходит потеря или приращение тепла или массы в системе при сжатии или расширении газа и жидкости, входящих в систему. Истинный адиабатический процесс должен был бы… … Научно-технический энциклопедический словарь
адиабатический процесс — адиабатный процесс — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы адиабатный процесс EN adiabatic process … Справочник технического переводчика
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС — (от греч. adiabatos непереходимый), термодинамический процесс, при котором система не получает теплоты извне и не отдает ее. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь
адиабатический процесс — Изменение термодинамического состояния воздушной массы, протекающее без обмена теплом с окружающей ее средой, противоположен диабатическому процессу … Словарь по географии
Адиабатический процесс — Тепловые процессы Статья является частью одноименн … Википедия
адиабатический процесс — Смотри адиабатный (адиабатический) процесс … Энциклопедический словарь по металлургии
адиабатический процесс — adiabatinis vyksmas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės sistemos būsenos kitimas, vykstąs be šilumos mainų su aplinka. atitikmenys: angl. adiabatic process vok. adiabater Prozess, m; adiabatischer Prozess,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
адиабатический процесс — adiabatinis vyksmas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. adiabatic process vok. adiabatische Zustandsänderung, f; adiabatischer Prozeß, m rus. адиабатический процесс, m pranc. processus adiabatique, m; transformation adiabatique, f … Fizikos terminų žodynas
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС — – термодинамический процесс без теплообмена с окружающей средой … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
Адиабатический процесс
Адиабатическим называется процесс, происходящий без теплообмена между системой и окружающей средой.
Осуществить адиабатический процесс в реальных условиях можно тремя способами.
1) Система должна иметь оболочку, теплопроводность которой равна нулю. Приближением к такой оболочке может служить сосуд Дьюара, т.е. сосуд с двойными посеребренным) стенками, из пространства между которыми выкачан воздух.
2) Процессы, протекающие очень быстро (расширение, ежа тие), при которых теплопередача не успевает произойти. На пример, накачивание велосипедной шины вызывает ее нагрева ние вследствие адиабатического сжатия.
3) Процессы, протекающие в очень больших объемах газа например, в атмосфере. Этот способ, строго говоря, сводите ко второму, так как расширение и сжатие происходит быстрее чем передача теплоты по всему объему.
В соответствии с первым началом термодинамики и с учетом что Q = 0, получаем
Из этой формулы видно, что при адиабатическом расширени! внутренняя энергия газа уменьшается, т.е. система совершае работу за счет своей внутренней энергии. А при адиабатиче ском сжатии внутренняя энергия системы увеличивается.
Адиабатический процесс в газе описывается уравнением Пуассона, которое имеет три формы
Построим график уравнения (16а) (рис. 2). Полученная кривая (1) называется адиабатой. Сравнив адиабату с изотермой (2), мы увидим, что адиабата идет круче изотермы.
Это объясняется тем, что при изотермическом расширении давление газа уменьшается только за счет увеличения объема, а при адиабатическом расширении оно уменьшается и за счет увеличения объема и за счет повышения температуры.
В заключение получим работу А, совершаемую газом при адиабатическом процессе, в результате которого температура газа понижается от Т1 до T2. Учтем формулы (15) и (9), получим
Адиабатический процесс широко применяется на практике. Например, в дизельных двигателях воспламенение жидкого топлива происходит при быстром адиабатическом сжатии воздуха в цилиндре. Кроме того адиабатический процесс — это один из основных процессов, рассматриваемых в теории тепловых двигателей.
Адиабатический процесс
Вы будете перенаправлены на Автор24
Что такое адиабатический процесс
Адиабатическим или адиабатным процессом называют процесс, при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой ($\delta Q=0$).
В таком случае первое начало термодинамики можно записать в виде:
\[0=\frac<2>\nu RdT+pdV\ \left(1\right).\]
Из уравнения (1) следует, что при увеличении объема в адиабатном процессе уменьшается температура системы. Или говорят, что в адиабатном процессе работа совершается за счет уменьшения внутренней энергии системы. И обратное справедливо: работа, совершенная над системой, увеличивает внутреннюю энергию системы и, как следствие, температуру. Уравнение, которое характеризует адиабатный процесс в термодинамических параметрах (уравнение адиабаты) носит имя Пуассона. Получим это уравнение для идеального газа. Из уравнения состояния идеального газа:
Из соотношения Майера:
\[C_p-C_V=\nu R\ \left(3\right).\]
Подставим (3) в (2), получим:
Потенцируем уравнение (6), получаем:
Или в параметрах p,T уравнение (7,8) имеет вид:
Зная, что теплоемкости можно представить как:
показатель адиабаты исходя из ($\gamma =\frac
Легко получить формулу работы для адиабатного процесса. По определению работа газа A равна:
Что такое адиабата
Линия, изображающая на термодинамической диаграмме адиабатный процесс, называется адиабатой (рис.1).
При адиабатном расширении имеем:
Работа в адиабатном процессе задана формулой над газом:
Формула для работы в изотермическом процессе имеет вид:
Тогда найдем искомое отношение:
Подставим данные из условий задачи, получим:
Ответ: Отношение работ, которые совершают над газом в процессах сжатия в адиабатном процессе и изотермическом равно 1,89. Работа над газом в адиабатном процессе больше.
Получи деньги за свои студенческие работы
Курсовые, рефераты или другие работы
Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 26 11 2021
Адиабатический процесс
Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса, так как при нём теплоёмкость газа равна нулю и, следовательно, постоянна. Адиабатические процессы обратимы только тогда, когда в каждый момент времени система остаётся равновесной (например, изменение состояния происходит достаточно медленно) и изменения энтропии не происходит. Равновесный адиабатный процесс является изоэнтропным процессом. Некоторые авторы (в частности, Л. Д. Ландау) называли адиабатическими только обратимые адиабатические процессы.
Обратимый адиабатический процесс для идеального газа описывается уравнением Пуассона. Линия, изображающая адиабатный процесс на термодинамической диаграмме, называется адиабатой Пуассона. Примером необратимого адиабатического процесса может быть распространение ударной волны в газе. Такой процесс описывается ударной адиабатой. Адиабатическими можно считать процессы в целом ряде явлений природы. Также такие процессы получили ряд применений в технике.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Внутренняя энергия термодинамической системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над системой и посредством теплообмена с окружающей средой. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется коли́чеством теплоты́ или просто теплотой. Теплота — это одна из основных термодинамических величин в классической феноменологической термодинамике. Количество теплоты входит в стандартные математические формулировки первого и второго.