Адіабатний процес в фізиці

Процес називається адіабатних, якщо він йде без теплообміну з навколишніми тілами.

Адіабатний процес відбувається газом, що знаходиться в теплоизолированном посудині. Такий посудину перешкоджає всім видам теплопередачі: теплопровідності, конвекції, випромінювання. Приклад теплоізольованого судини – термос.

Приблизно адіабатних буде всякий процес, що протікає досить швидко: протягом процесу теплообмін просто не встигає відбутися.

При адіабатні процесі Q = 0. З першого закону термодинаміки отримуємо: A + AU = 0, або A = -AU.

У процесі адиабатного розширення газ здійснює позитивну роботу, тому AU <0 (робота здійснюється за рахунок убутку внутрішньої енергії). Отже, газ охолоджується. Якщо змусити газ здійснити досить велику роботу, охолодити його можна вельми сильно. Саме на цьому засновані методи зрідження газів.

Навпаки, в процесі адиабатного стиснення буде A <0, тому AU> 0: газ нагрівається. Адіабатне нагрівання повітря використовується в дизельних двигунах для запалення палива. В обох процесах тиск убуває із збільшенням об’єму, але в адіабатні процесі спадання йде швидше. Чому?

При ізотермічному розширенні тиск падає оскільки зменшується концентрація часток газу, в результаті чого удари частинок по стінках посудини стають рідше. Проте інтенсивність цих ударів залишається колишньою: адже температура газу не змінюється – значить, не змінюється і середня кінетична енергія його частинок.

А при адіабатні розширенні, поряд зі зменшенням концентрації частинок, падає також і температура газу. Удари часток стають не тільки більш рідкісними, але і більш слабкими. Ось чому адіабата убуває швидше ізотерми.

Посилання на основну публікацію