Адиабатный процесс

Адиабатный процесс в p, v-, T, s- и i, s-координатах (диаграммах)

Адиабатным называется процесс изменения состояния газа, который происзодит без теплообмена с окружающей средой. Так как d q = 0, то уравнение первого закона термодинамики для адиабатного процесса будет иметь вид:

d u + p d v = 0

или

Δ u + l = 0,

следовательно

Δ u = - l.

В адиабатном процессе работа расширения совершается только за счет расходования внутренней энергии газа, а при сжатии, происходящем за счет действия внешних сил, вся совершаемая ими работа идет на увеличение внутренней энергии газа.

Обозначим теплоемкость в адиабатном процессе через c _ад, и условие d q = 0 выразим следующим образом:

d q = c _адd T = 0.

Это условие говорит о том, что теплоемкость в адиабатном процессе равна нулю (c _ад = 0).

Известно, что

с_p/c_v = k

и уравнение кривой адиабатного процесса (адиабаты) в p, v -диаграмме имеет вид:

pv^k = const.

В этом выражении k носит название показателя адиабаты (так же ее называют коэффициентом Пуассона).

Значения показателя адиабаты k для некоторых газов:

k _{воздуха} = 1,4

k _{перегретого пара} = 1,3

k _{выхлопных газов ДВС} = 1,33

k _{насыщенного влажного пара} = 1,135

Из предыдущих формул следует:

l = — Δ u = c_v (T₁ – T₂);

i₁ – i₂ = c_p (T₁ – T₂).

Техническая работа адиабатного процесса (l _техн) равна разности энтальпий начала и конца процесса (i₁ – i₂).

Адиабатный процесс, происходящий без внутреннего трения в рабочем теле, называется изоэнтропийным. В T,s -диаграмме он изображается вертикальной линией.

Обычно реальные адиабатные процессы протекают при наличии внутреннего трения в рабочем теле, в результате чего всегда выделяется теплота, которая сообщается самому рабочему телу. В таком случае d s > 0, и процесс называется реальным адиабатным процессом.