Адиабатный процесс

 

Адиабатным называют процесс, в котором и система и окружающая среда не обмениваются энергией в форме теплоты (рисунок 1.4).

Уравнение адиабатного процесса:

 

рV^k= const, (1.28)

 

где k = m с_p /m с_v = с_p / с_v.

 

Для идеальных одноатомных газов k = 1,66, а для двухатомных k = 1,4.

Адиабатный процесс в р-V – координатах процесс изображается неравнобокой гиперболой(адиабатой):

Уравнения адиабатного процесса:

 

р ₁ V ₁ ^k = р ₂ V ₂ ^k; Т ₁ V ₁ ^{k - 1} = Т ₂ V ₂ ^{k - 1};

р ₁^{1 - k}Т ₁ ^k = р ₂^{1 - k} Т ₂ ^k. (1.29)

 

Работа процесса:

 

L = U = U ₂ - U ₁ = М с_v (Т ₂ - Т ₁) =

= (М /μ)m с_v (Т ₂ - Т ₁). (1.30)

 

Теплота процесса

 

Q = 0. (1.31)

 

Изменение внутренней энергии см. формулу (1.25).

Теплоемкость с _{адиабат.} = 0.

1.1.3. Термодинамические циклы

 

Круговым циклическим процессом называют процесс, в котором термодинамическая система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное состояние, При этом возможно неоднократное повторение соответствующих преобразований, каждое из которых представляет собой замкнутый цикл. Практически все тепловые двигатели работают с использованием тех или иных циклов. Существенным для работы двигателя, преобразующего тепловую энергию в работу является то, что находящееся в двигателе упругое рабочее тело (газ) обязательно контактирует с, так называемым, нагревателем,получая от него теплоту (Q _н) и холодильником, которому рабочее тело отдает часть тепла (Q _х). Таким образом, полное превращение тепла в работу невозможно.

Исследование закономерностей работы тепловых двигателей на основе количественного анализа термодинамических процессов, составляющих замкнутый цикл конкретного типа теплового двигателя, проводится с использованием метода термодинамических циклов. Циклы, рассматриваемые в данном методе, составляются из равновесных частных термодинамических процессов, моделирующих реальную работу двигателя. Такой анализ позволяет выявить наиболее эффективные условия превращения тепла в работу.