Provoz plynu za izobarických, izotermických a adiabatických procesů

V srdci téměř všech tepelnýchStroj je termodynamický jev, jako je práce, kterou plyn provádí během roztažení nebo stlačení. Zde stojí za zmínku, že ve fyzice je práce chápána jako kvantitativní opatření charakterizující působení určité síly na tělo. V souladu s tím plynárenská práce, nezbytná podmínka, jejímž naplněním je změna jejího objemu, není ničím jiným než produktem tlaku na tuto změnu objemu.

Práce plynu může, pokud se změní jeho objem,Jak izobarické, tak izotermické. Navíc skutečný proces rozšiřování může mít libovolný charakter. Práce plynu, které probíhá při expanzi izobarů, lze nalézt následujícím způsobem:

A = pΔV,

kde p je kvantitativní charakteristika tlaku plynu a ΔV je rozdíl mezi počátečním a konečným objemem.

Proces libovolné expanze plynu ve fyzicejsou obvykle reprezentovány jako sekvence jednotlivých izobarických a izochorických procesů. Ty jsou charakterizovány skutečností, že práce plynu, stejně jako jeho kvantitativní ukazatele, je nulová, protože se píst nepohybuje ve válci. Za takových podmínek se ukázalo, že provoz plynu v libovolném procesu se změní v přímém poměru k nárůstu objemu nádoby, ve které se pohybuje píst.

Porovnáme-li práci plynu naroztažením a kontrakcí lze poznamenat, že při expanzi se směr odsazovacího vektoru pístu shoduje s tlakovým vektorem tohoto plynu samotného, ​​a proto v skalárním počtu je práce plynu pozitivní a vnější síla je negativní. Když se plyn stlačí v obecném směru posunutí válce, vektor vnějších sil se shoduje, a proto je jejich práce kladná a práce plynu je negativní.

Zvažování pojmu "práce plynem"budou neúplné, pokud nebudeme mít vliv na adiabatické procesy. Tento fenomén v termodynamice je chápán jako proces, kde není výměna tepla s vnějšími tělesy.

To je možné například v případě plavidlas pracovním pístem je opatřena dobrou tepelnou izolací. Kromě toho mohou být procesy komprese nebo expanze plynu považovány za adiabatické, pokud je doba změny objemu plynu mnohem menší než časový interval, během kterého dochází k tepelné rovnováze mezi okolními tělesy a plynem.

Nejběžnější v každodenním životěAdiabatický proces může být považován za práci pístu ve spalovacím motoru. Podstata tohoto procesu je následující: jak je známo z prvního termodynamického zákona, změna vnitřní energie plynu se v kvantitativním vyjádření rovná práci síly nasměrované zvenčí. Tato práce ve svém směru je pozitivní, a proto se vnitřní energie plynu zvýší a její teplota se zvýší. Za takových počátečních podmínek je zřejmé, že při adiabatické expanzi bude plyn pracovat snížením vnitřní energie, resp. Teplota v tomto procesu se sníží.