Адиабатни процеси

Адиабатни процеси. Уравнение на Поасон. Работа при изопроцеси
Адиабатни процеси. Уравнение на Поасон
Ще разгледаме още един вид процеси с голямо приложение в техниката – адиабатните процеси. Тези
процеси протичат при отсъствие на топлообмен между термодинамичната система и околната среда, т.е.
dQ=0. Адиабатните процеси също са изопроцеси – при тях не се променя една величина, с която ще се
запознаем по-късно – ентропията на системата. Ако запишем първият принцип на термодинамиката за
адиабатен процес:
(1) 0dQ dU dA   ,
виждаме, че при адиабатните процеси всяко изменение на вътрешната енергия е свързано с извършване
на работа от разглежданата система. Ако системата, в която протича процесът, извършва работа,
вътрешната ѝ енергия намалява. Когато върху системата се извършва работа, вътрешната ѝ енергия се
увеличава. За да бъде един процес адиабатен, той трябва да протича толкова бързо, че да не може да се
осъществи топлообмен с околната среда. Строго адиабатни процеси в природата няма. Примери за
адиабатни процеси са разширяването и свиването на горещите газове в цилиндрите на двигателите с
вътрешно горене, разпространението на звуковите вълни във въздуха и др.
За адиабатните процеси, също както за другите изопроцеси, може да се получи проста зависимост
между основните термодинамични параметри, подобна на законите на Бойл – Мариот, Гей-Люсак и
Шарл. Нека да разгледаме адиабатен процес от състояние 1 с параметри P1, V1, T1 до състояние 2 с
параметри P2, V2, T2. Ако заместим в (1) изразите за работата и вътрешната енергия, изведени в 18
въпрос, ще получим:
(2) 0
V
m
C dT PdV
 .
Промяната на вътрешната енергия на 1 mol газ е V
dU C dT , а за произволно количество трябва да
умножим по броя на моловете m/. Можем да изразим налягането P от закона на Клапейрон –
Менделеев и да го заместим в (2): 0
0
V
V
V
m m RT
PV RT P