Адиабатный процесс

Адиабатный процесс – это процесс, протекающий без тепло­обмена с окружающей средой:

dq = 0. (4.25)

Из уравнения первого закона термодинамики следует, что:

(4.26)

(4.27)

Поделив первое уравнение на второе и учитывая, что , получим:

или (4.28)

Откуда:

, т. е. (4.29)

. (4.30)

Это уравнение является уравнением адиабатного процесса, а k –показателем адиабаты.

Поскольку k > 1, то в рv –координатах линия адиабаты идет кру­че изотермы.

Для состояния 1 и 2 при адиабатном процессе, учитывая и pv = RT, получим:

(4.31)

(4.32)

(4.33)

Согласно первому закону термодинамики, работа расширения совершается за счет внутренней энергии, т.е. изменение внутренней энергии газа и работа адиабатного процесса равны по величине и противоположны по знаку:

. (4.34)

С учетом зависимостей и будем иметь:

. (4 35)

Работа l численно равна площади под кривой 1–2 (рисунок 4.4). В данном случае Δv > 0 и поэтому l > 0.

Рис. 4.4 – Изображение адиабатного процесса в pv и Ts – коордитах

Поскольку при адиабатном процессе. dq = 0, то ds = 0, следова­тельно, s = const. Адиабатный обратимый процесс является изоэнтропным, т.е. протекает при постоянном значении энтропии. На рисунке 4.4 линия 1–2 соответствует расширению рабочего тела (процесс сопровождается уменьшением температуры), а линия 1 –3 – сжатию рабочего тела. Согласно уравнению с = dq/dT, при адиа­батном процессе теплоемкость равна нулю.