Termodynamika: Definícia adiabatického procesu

Vo fyzike je adiabatický proces a termodynamický proces v ktorom nie je prenos tepla do alebo zo systému a zvyčajne sa získava obklopením celého systému silnoizolačnou vrstvou materiálu alebo uskutočňovaním procesu tak rýchlo, že nie je čas na významný prenos tepla miesto.

Aplikácia prvý zákon termodynamiky adiabatickým procesom získame:

delta-od delta-U je zmena vnútornej energie a W je práca vykonaná systémom, čo vidíme nasledujúce možné výsledky. Systém, ktorý sa rozširuje za adiabatických podmienok, robí pozitívnu prácu, takže vnútorná energia klesá a systém, ktorý sa uzatvára za adiabatických podmienok, pracuje negatívne, takže sa zvyšuje vnútorná energia.

Stlačovacie a expanzné zdvihy v spaľovacom motore sú približne adiabatické procesy - čo malý prenos tepla mimo systému je zanedbateľný a prakticky všetka zmena energie sa dostáva do pohybu piest.

Adiabatické a teplotné výkyvy v plyne

Ak je plyn stlačený adiabatickými procesmi, spôsobuje to, že teplota plynu stúpa procesom známym ako adiabatické zahrievanie; expanzia adiabatickými procesmi proti pružine alebo tlak však spôsobuje pokles teploty procesom nazývaným adiabatické chladenie.

instagram viewer

Adiabatické zahrievanie nastáva, keď je plyn pod tlakom práce vykonávanej na jeho okolí, ako je kompresia piestu v palivovom valci vznetového motora. To sa môže vyskytnúť aj prirodzene, ako keď sa vzduchové masy v zemskej atmosfére stlačia na povrch ako svah na a pohorie spôsobujúce zvyšovanie teploty v dôsledku práce na znížení objemu vzduchu proti hmotnosť pôdy.

Na druhej strane k adiabatickému chladeniu dochádza, keď dôjde k expanzii v izolovaných systémoch, ktoré ich nútia robiť prácu v ich okolitých oblastiach. V príklade prúdenia vzduchu, keď je táto hmota vzduchu odtlakovaná zdvihom v prúde vetra, jej objem sa môže šíriť späť von, čím sa znižuje teplota.

Časové škály a adiabatický proces

Aj keď teória adiabatického procesu trvá, keď sa pozoruje po dlhú dobu, menšie časové škály robia adiabatický nemožné v mechanických procesoch - keďže neexistujú dokonalé izolátory pre izolované systémy, teplo sa vždy stráca, keď je práca hotový.

Vo všeobecnosti sa za adiabatické procesy považujú také procesy, pri ktorých zostáva čistý výsledok teploty to však neznamená, že teplo sa neprenáša cez internet proces. Menšie časové rozsahy môžu odhaliť nepatrný prenos tepla cez hranice systému, ktorý sa nakoniec v priebehu práce vyrovná.

Faktory, ako je proces záujmu, rýchlosť rozptylu tepla, koľko práce je dole a množstvo tepla strateného nedokonalou izoláciou môže ovplyvniť výsledok tepla. prenos v celkovom procese az tohto dôvodu sa predpoklad, že proces je adiabatický, spolieha na pozorovanie procesu prenosu tepla ako celku namiesto jeho menšieho diely.