Termodynamika: Definice adiabatického procesu

click fraud protection

Ve fyzice je adiabatický proces a termodynamický proces ve kterém není přenos tepla do nebo z systému a obvykle se získává obklopením celého systému silně izolační nebo provedením procesu tak rychle, že není čas na významný přenos tepla místo.

Použití první zákon termodynamiky adiabatickým procesem získáme:

delta-od delta-U je změna vnitřní energie a W je práce systému, co vidíme následující možné výsledky. Systém, který se rozšiřuje za adiabatických podmínek, funguje pozitivně, takže vnitřní energie klesá a systém, který se stahuje za adiabatických podmínek, pracuje negativně, takže se zvyšuje vnitřní energie.

Kompresní a expanzní zdvihy u spalovacího motoru jsou přibližně adiabatické procesy - co malý přenos tepla mimo systém je zanedbatelný a prakticky veškerá změna energie přechází do pohybu píst.

Adiabatické a teplotní výkyvy v plynu

Když je plyn stlačován adiabatickými procesy, způsobuje to, že teplota plynu stoupá procesem známým jako adiabatické zahřívání; expanze adiabatickými procesy proti pružině nebo tlak však způsobuje pokles teploty procesem zvaným adiabatické chlazení.

instagram viewer

Adiabatické zahřívání nastává, když je plyn pod tlakem práce na něm prováděné jeho okolím, jako je stlačení pístu v palivovém válci vznětového motoru. K tomu může také dojít přirozeně, jako když se vzduchové masy v zemské atmosféře stlačí dolů na povrch jako svah na a pohoří, což způsobuje zvyšování teploty díky práci na množství vzduchu, která má snížit jeho objem proti pozemní hmota.

Na druhé straně k adiabatickému chlazení dochází, když dochází k expanzi na izolovaných systémech, které je nutí k práci na okolních oblastech. V příkladu proudění vzduchu, když je tato hmota vzduchu odtlakována výtahem v proudu větru, je její objem dovolen šířit se zpět a snižovat teplotu.

Časové škály a adiabatický proces

Ačkoli teorie adiabatického procesu drží, když je pozorována po dlouhou dobu, menší časové škály činí adiabatický nemožné v mechanických procesech - protože neexistují dokonalé izolátory pro izolované systémy, teplo se vždy ztrácí, když je práce Hotovo.

Obecně se předpokládá, že adiabatické procesy jsou ty, kde zůstává čistý výsledek teploty neovlivněné, i když to nutně neznamená, že se teplo nepřenáší v celém EU proces. Menší časové škály mohou odhalit nepatrný přenos tepla přes hranice systému, který se nakonec během práce vyrovná.

Faktory, jako je proces zájmu, rychlost rozptylu tepla, kolik práce klesá a množství tepla ztraceného nedokonalou izolací může ovlivnit výsledek tepla přenos v celém procesu, a proto se předpoklad, že proces je adiabatický, spoléhá na pozorování procesu přenosu tepla jako celku namísto jeho menších části.

instagram story viewer