Gasoperation under isobariska, isoterma och adiabatiska processer

I hjärtat av nästan alla termiskaMaskinen är ett termodynamiskt fenomen, som det arbete som utförs av gasen under expansion eller kompression. Här är det värt att komma ihåg att i fysiken är arbetet förstått som en kvantitativ åtgärd som kännetecknar verkan av en viss kraft på kroppen. I enlighet med detta är gasarbetet, ett nödvändigt villkor för uppfyllandet av vilket är en förändring i dess volym, inget annat än produkten av tryck på denna volymförändring.

Gasens arbete kan, om dess volym förändras,Både isobarisk och isotermisk. Dessutom kan den faktiska expansionsprocessen vara av godtycklig karaktär. Gasarbetet, som äger rum under isobar-expansion, kan hittas med följande formel:

A = pVV,

i vilken p är den kvantitativa egenskapen hos gastrycket, och ΔV är skillnaden mellan de inledande och slutliga volymerna.

Processen av godtycklig gas expansion i fysikenvanligtvis representeras som en sekvens av individuella den isobar och isokor process. Den senare kännetecknas av att arbetsgasen som dess kvantitativa index är noll, eftersom det inte finns någon rörelse av kolven i cylindern. Under sådana förhållanden, visar det sig att arbetsgasen vid en godtycklig process kommer att variera i direkt proportion till den ökande volymen av kärlet, i vilket rörelsen av kolven.

Om vi ​​jämför arbetet med gasen videxpansion och kontraktion, kan det noteras att under expansionsriktningen av vektorn förskjutning av kolven sammanfaller med vektorn av tryckkraften av gasen i sig, men i den skalära beräkningsarbetet gasen är positiv och av yttre krafter - negativa. När komprimerad gas under den allmänna rörelseriktningen av cylindern har samma yttre kraft vektor, så deras arbete är positiv och negativ arbetsgas.

Behandling av begreppet "arbete som gjorts av gas"kommer att vara ofullständig om adiabatiska processer inte påverkas. I termodynamiken förstås detta fenomen som processen när det inte finns någon värmeväxling med externa kroppar.

Detta är möjligt, till exempel i fallet när fartygetmed en arbetskolv är försedd med god värmeisolering. Dessutom kan processerna för kompression eller expansion av gas likställas med adiabatisk om tiden för en förändring i gasvolymen är mycket kortare än det tidsintervall över vilket termisk jämvikt uppträder mellan omgivande kroppar och gas.

Mest vanliga i vardagenen adiabatisk process kan betraktas som kolvens arbete i en förbränningsmotor. Kärnan i denna process är enligt följande: Som det är känt från termodynamikens första lag, kommer förändringen i en gasas inre energi att vara kvantitativt sett lika med krafterna som styrs från utsidan. Detta arbete är positivt i sin riktning, därför ökar gasens inre energi och gasens temperatur ökar. Under sådana initiala förhållanden är det uppenbart att gasoperationen med adiabatisk expansion kommer att uppstå på grund av en minskning av sin inre energi, kommer temperaturen inom ramen för denna process att minska.