Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Адиабатный процесс
|
|
Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Кривая этого процесса называется адиабатой (рис. 4.9, 4.10).
Рис. 4.10 Рис. 4.9
1. Уравнение адиабатного процесса dq=0 и, следовательно,
2. Соотношение параметров. Из уравнений первого закона термодинамики при dq=0 имеем 
и
Разделив первое уравнение на второе, получим
или
Интегрируя последнее уравнение 
, 
и 
, будем иметь
Отсюда
Последнее соотношение является еще одним уравнением адиабатного процесса.
3. Изменение внутренней энергии и работа в адиабатном процессе определяются из уравнения первого закона термодинамики при dq=0
Интегрируя, получим
Таким образом, в адиабатном процессе работа совершается за счет убыли внутренней энергии.
Работа в адиабатном процессе может также определяться по следующей формуле (см. § 3.4)
где
Так как из уравнения состояния 
, 
то формула для работы примет вид
Вынося 
скобки, получим
Учитывая, что 
и 
, получим
Располагаемая работа находится по формуле
При обратимом адиабатном процессе располагаемая работа будет в k раз больше удельной работы расширения газа и противоположна ей по знаку. Для доказательства преобразуем соотношение (4.12) к виду
Отсюда 
или
(4.12а)
4. Изменение энтропии в адиабатном процессе ds=0. Отсюда 
То есть, обратимый адиабатный процесс одновременно является изоэнтропным (при постоянной энтропии).
Рис. 4.11
Ввиду того, что k> 1, то на p-v диаграмме адиабата идет круче, чем изотерма (рис. 4.11). Таким образом, при адиабатном расширении (линия А-2) давление газа падает быстрее, чем при изотермическом (линия А-2). Это объясняется тем, что адиабатный процесс осуществляется без подвода теплоты, и расширение газа происходит только за счет падения его внутренней энергии. В изотермическом процессе расширение газа происходит за счет подведенной теплоты.
Если от точки А (рис. 4.11) газ сжать, то адиабата А-1 будет располагаться круче изотермы А -Г, так как при адиабатном процессе теплота не отводится и температура газа с увеличением давления возрастает больше, чем в изотермическом.