Термодинамика: Определение на Adiabatic процес

Във физиката адиабатен процес е а термодинамичен процес в който няма пренос на топлина в или извън системата и обикновено се получава чрез заобикаляне на цялата система със силно изолираща материал или чрез извършване на процеса толкова бързо, че няма време за значително преминаване на топлина място.

Прилагане на първи закон на термодинамиката към адиабатен процес, ние получаваме:

delta-От делта-U е промяната на вътрешната енергия и W е работата, извършена от системата, което виждаме следните възможни резултати. Система, която се разширява при адиабатни условия, работи положително, така че вътрешна енергия намалява и система, която се свива при адиабатни условия, работи отрицателно, така че вътрешната енергия се увеличава.

Инсултите и компресиите в двигателя с вътрешно горене са едновременно приблизително адиабатни процеси - какво малко пренос на топлина извън системата е незначителен и на практика цялата промяна на енергията преминава в преместване на бутало.

Адиабатни и температурни колебания в газа

instagram viewer

Когато газът се компресира чрез адиабатни процеси, той причинява повишаване на температурата на газа чрез процес, известен като адиабатно нагряване; въпреки това, разширяването чрез адиабатни процеси срещу пружина или налягане причинява спад на температурата чрез процес, наречен адиабатно охлаждане.

Адиабатното отопление се случва, когато газът е под налягане от работата, извършена върху него от неговата околност, като компресията на буталото в горивния цилиндър на дизеловия двигател. Това може да се случи и по естествен начин, когато въздушните маси в земната атмосфера се натискат върху повърхност като наклон на a планинска верига, причинявайки повишаване на температурите поради работата, извършена върху масата на въздуха, за да намали обема си спрямо земна маса.

Адиабатното охлаждане, от друга страна, се случва, когато настъпва разширяване на изолирани системи, които ги принуждават да работят върху околните си райони. В примера на въздушния поток, когато тази маса въздух се понижава под налягане чрез вдигане във ветрови ток, неговият обем се оставя да се разпространи обратно, намалявайки температурата.

Времеви мащаби и адиабатен процес

Въпреки че теорията за адиабатния процес се задържа, когато се наблюдава за дълги периоди от време, по-малките времеви скали правят адиабатични невъзможно при механични процеси - тъй като няма перфектни изолатори за изолирани системи, топлината винаги се губи, когато работата е Свършен.

Като цяло се приема, че адиабатните процеси са тези, при които нетният резултат от температурата остава незасегнати, въпреки че това не означава непременно, че топлината не се предава през целия процес. По-малките времеви скали могат да разкрият минутния пренос на топлина над системните граници, които в крайна сметка се балансират в хода на работата.

Фактори като процесът на интерес, степента на разсейване на топлината, колко работа е намалена и количеството топлина, загубена чрез несъвършена изолация, може да повлияе на резултата от топлината прехвърляне в цялостния процес и поради тази причина предположението, че даден процес е адиабатно, разчита на наблюдението на процеса на топлопредаване като цяло вместо на по-малкия му части.