Адиабатный процесс

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Соответственно, в течении всего процесса dq = 0. Адиабатными считаются не только процессы, проходящие в хорошо изолированных системах, но и быстротекущие процессы, такие, как сжатие газа в компрессоре, истечение пара со скоростью 1500…2000 м/с на лопатки турбины, расширение газов при выстреле и т.д.

Основное уравнение адиабатного процесса:

Здесь k – показатель адиабаты, равный отношению изобарной к изохорной теплоемкости:

Из уравнения (7.13) следует:

Откуда:

либо:

Рис. 7.4 а) рабочая диаграмма адиабатного процесса; б) тепловая диаграмма адиабатного процесса.

На рис. 7.4 показаны рабочая и тепловая диаграмма адиабатного процесса. Из рис. 7.4(а) видно, что работа расширения в адиабатном процессе выражается площадью 1-2-b-a. Записав характеристическое уравнение для точек 1 и 2 p₁v₁ = RT₁ и p₂v₂ = RT₂ поделим первое выражение на второе и получим:

Воспользуемся выражениями (7.15), (7.15′) и подставим их в выражение (7.16):

откуда окончательно получим:

Уравнения (7.17) можно представить также в виде:

Так как адиабатный процесс идет без теплообмена, то все изменение внутренней энергии расходуется на совершение работы:

Используя полученные ранее уравнения и выражение (7.19) можно получить следующие уравнения для расчета работы: