dA= -dW (7,12)
яғни адиабаттық процесс кезіндегі сыртқы жұмыс жүйенің (газдың) ішкі энергиясының өзгеру салдарынан жасалады. Бұл анықтамадан адиабаттық және изотермиялық процестердің бір-бірімен қарама-қарсы екндігін аңғарамыз, өйткені соңғыда жұмыс жүйеге келген энергияның (жылудың) салдарынан жасалады.
Идеал газ үшін жазылған Джоуль заңын (dW=cvdT) және изобаралық процесс кезіндегі жұмыстың мәнін (dA=PdV) ескерсек, адиабаттық процестің теңдеуі:
PdV=-cvdT болады (7,13)
P, V, T шамаларын кезек-кезек айнымалы деп алып Клапейрон – Менделеев теңдеуін дифференциалдайық:
PV= RT, PdV+VdP= RdT (7,14)
Соңғыны алдыңғыға бөлейік
Роберт Майер теңдеуін ескеріп және деп алсақ , VdP=- PdV, (7,15)
айнымалыларды бөлсек (7,16).
Қысым Р0-ден Р-ға дейін өзгергенде , көлем V0-ден V1- ге дейін өзгереді деп есептеп, соңғыны интегралдайық
немесе (7,17)
Адиабаттық процесс кезінде газдың қысымы мен көлемін байланыстыратын бұл өрнекті Пуассон (1781-1840 ж.ж. – француз механигі.,физигі, математигі) теңдеуі деп атайды.
Адиабаттық процесс кезінде газдың берілген массасы үшін оның қысымы мен γ дәрежедегі көлемінің көбейтіндісі тұрақты.
Клапейрон -Менделеев теңдеуін пайдаланып Пуассон теңдеуін алдыңғыға ұқсас түрде V және T, P және T арасындағы байланыс үшін де жазуға болады.
Идеал газ күйінің изотермиялық және адиабаттқ өзгерісін график арқылы салыстырайық. P1, V1, T1 шамалармен сипатталатын газдың бастапқы күйі P- V диаграммасында 1 нүктеге сәйкес келсін (5-сурет).1-3 қисығы адиабаттық сығылуға, 1-2 адиабаттық кеңеюге сәйкес.
5-сурет.
(10-40) теңдеуге сәйкес адиабаттық сығылу мен ұлғаю кезінде изотермиялық процеске қарағанда қысым әлдеқайда тез өзгереді, оны диаграммадағы адиабатаның изотермаға қарағанда тіктеу орналасқандығынан көруге болады.Өйткені адиабаттық сығылғанда газ қысымының артуы изотермиялық процестегідей оның көлемінің кемуінен ғана емес, сонымен бірге температураның өсуіне де байланысты.
Осы құбылысты техникада, тұрмыста кездестіруге болады. Іштен жанатын двигательдердің цилиндіріндегі жанармай қоспасының ұлғаюы мен сығылуы адиабаттық процеске жатады. Әсіресе дизель двигательдеріндегі сығылудан адиабаттық құбылысты аңғарамыз.Жанармай қоспасынан цилиндірдегі қысымды күрт арттыру арқылы адиабатты қыздырғанда ол өздігінен от алады.
Адиабаттық ұлғаю кезіндегі газдың температурасы төмендейді , сондықтан изотермиялық процеске қарағанда оның қысымы күрт азаяды.
Изотермаға қарағанда адиабатаның тік болуын молекула- кинетикалық теория тұрғысынан түсіндіруге болады.
Изотермиялық процесс кезіндегі қысымның артуы (ұлғаюы кезінде кемиді) себебі газ молекуларының тығыздығы мен ыдыс қабырғасына соғылатын молекулалар санына байланысты.Бірақ молекулалар соққсынан қозғалыс мөлшерінің орта шамасының өзгеруі тұрақты болады.
Ал көлемнің адиабаттық өзгерісі кезінде қысымның артуына температураның өсуі сәйкес келеді.Сондықтан қысылу кезінде соққы санының көбеюі тек қана газ молекуласының тығыздығының артуынан емес, сонымен бірге бұл кезде молекула қозғалысының орташа жылдамдығының көбеюінен де болады.Әрі бұл кезде молекуланың қабырғаға соқтығысу салдарынан қозғалыс мөлшері өзгерісінің орташа мәні де артады. Осының бәрі изотермиялық сығылуға қарағанда адиабаттық сығылу кезінде қысымның күрт артуына әкеледі.
Адиабаттық ұлғаюы кезінде температура төмендейді де, молекулалардың орташа жылдамдығы кемиді.Соның салдарынан изотермиялық ұлғаюға қарағанда адиабаттық ұлғаюда молекулалардың соққы саны азаяды.Олай болса газдың адиабаттық ұлғаюы кезінде оның қысымы изотермиялық ұлғаюға қарағанда көбірек кемиді.
Адиабаттық процесс кезінде жұмыс жүйенің (газдың) ішкі энергиясының салдарынан жасалады.Осы жұмысты есептейік. Егер газ V1-ден V2 көлемге дейін адиабаттық ұлғайса , онда температура да Т1-ден Т2-ге дейін кемиді.Онда dA=PdV=-cvdT , осыны интегралдасақ
Достарыңызбен бөлісу: |