Udržování systému při stálém zahřátí: Adiabatický proces

Autor: Steven Holzner

Ve fyzice, když máte proces, kde neteče teplo ze systému nebo do systému, nazývá se to adiabatický proces . První obrázek ukazuje příklad adiabatického procesu: válec obklopený izolačním materiálem. Izolace zabraňuje proudění tepla do nebo ze systému, takže jakákoli změna v systému je adiabatická.



Adiabatický systém neumožňuje únik tepla ani vstup do něj.Adiabatický systém neumožňuje únik tepla ani vstup do něj.

Dá se říci, že zkoumáme práci během adiabatického procesu Q = 0, tak



image1.png

se rovná - V .



Znaménko minus je před V protože energie pro práci pochází ze samotného systému, takže práce má za následek nižší vnitřní energii.

Protože vnitřní energie ideálního plynu je U = (3/2) nRT , práce je následující:

image2.png



kde T F představuje konečnou teplotu a T i představuje počáteční teplotu. Takže pokud plyn funguje, tato práce pochází ze změny teploty - pokud teplota klesá, pracuje plyn na svém okolí.

Na druhém obrázku vidíte, jak vypadá graf tlaku a objemu pro adiabatický proces. Adiabatická křivka na tomto obrázku, nazývaná jako adiabat, se liší od izotermických křivek, tzv izotermy. Práce prováděná, když je celkové teplo v systému konstantní, je stínovaná oblast pod křivkou.

může metaxalone dostat vás vysoko
Adiabatický graf tlaku v závislosti na objemu.Adiabatický graf tlaku v závislosti na objemu.

V adiabatické expanzi nebo kompresi můžete vztahovat počáteční tlak a objem k konečnému tlaku a objemu takto:

image4.png

konstantní tlak dělený měrnou tepelnou kapacitou ideálního plynu při konstantním objemu ( specifická tepelná kapacita je míra toho, kolik tepla může předmět pojmout):

image5.png

Jak zjistíte tyto specifické tepelné kapacity? To přijde další.

Chcete-li zjistit měrnou tepelnou kapacitu, musíte uvést do souvislosti teplo, Q, a teplota, T. Obvykle používáte vzorec

image6.png

představuje změnu teploty.

U plynů je však jednodušší mluvit molární měrná tepelná kapacita, který je dán C a jejichž jednotkami jsou jouly / mol-kelvin

léky na předpis na migrénu

image7.png

S molární měrnou tepelnou kapacitou používáte řadu krtků, n, spíše než hmota, m:

image8.png

Vyřešit pro C, musíte počítat se dvěma různými množstvími, C P (konstantní tlak) a C PROTI (konstantní objem). Vyřešeno pro Q, první zákon termodynamiky říká, že

image9.png

změna vnitřní energie ideálního plynu je

image10.png

3604 pilulka s červenými skvrnami odfrkne

Proto, Q při stálém objemu je následující:

image11.png

Nyní se podívejte na teplo při konstantním tlaku (Otázka P ) . Při stálém tlaku pracujte (V) se rovná

image12.png

Proto tady Q při stálém tlaku:

image13.png

Jak tedy z toho získáte molární specifické tepelné kapacity? To jste se rozhodli

image14.png

červená pilulka s cc na ní

který souvisí s výměnou tepla, Q, na teplotní rozdíl,

image15.png

prostřednictvím molární měrné tepelné kapacity, C . Tato rovnice platí pro výměnu tepla při konstantním objemu, Q PROTI ,tak píš

image16.png

kde C PROTI je měrná tepelná kapacita při stálém objemu. Již máte výraz pro Q PROTI , takže můžete dosadit do dřívější rovnice:

image17.png

Poté můžete obě strany rozdělit na

bílá oválná pilulka m b2

image18.png

pro získání specifické tepelné kapacity při stálém objemu:

image19.png

Pokud to opakujete pro specifickou tepelnou kapacitu při konstantním tlaku, dostanete

image20.png

Nyní máte molární specifické tepelné kapacity ideálního plynu.

image21.png

Pro ideální plyn můžete spojit tlak a objem v jakýchkoli dvou bodech podél adiabatické křivky takto:

image22.png