Адиабатен процес

Серия статии на тема Термодинамика

Енталпия . Ентропия . Топлина Закони на термодинамиката Нулев закон на термодинамиката . Първи закон на термодинамиката . Втори закон на термодинамиката . Трети закон на термодинамиката Термодинамични величини Налягане . Обем . Вътрешна енергия . Температура . Свободна енергия на Хелмхолц . Свободна енергия на Гибс . Голям термодинамичен потенциал Термодинамични процеси Изобарен . Изохорен . Изотермен . Адиабатен Физици Сади Карно . Робърт Бойл . Жозеф Луи Гей-Люсак . Жак Шарл . Джеймс Джаул

Адиабатен процес е термодинамичен процес, при който няма поток на топлинна енергия отвъд границите на термодинамичната система

$\sum {\dot {Q}}=0$.

За идеален газ важи

$pV^{\kappa }=const.$,

където $p$ и $V$ са съответно налягането и обемът на газа, а $\kappa$ е неговият коефициент на Поасон. Адиабатният процес е безкрайно бърз политропен процес при $n=\kappa$. Това взаимоотношение позволява налягането да бъде изразено, като функция на обема или обратното. Формулата е от особено значение при изчисляване на работата, извършена в една затворена, стационарна, адиабатна система.

$W=-\int {p}dV$

$pV^{\kappa }=p_{1}V_{1}^{\kappa }$

$\Rightarrow p=p_{1}V_{1}^{\kappa }V^{-\kappa }$

Заместено в интеграла и решено:

$W={\frac {p_{1}V_{1}}{\kappa -1}}.\left[\left({\frac {V1}{V2}}\right)^{\kappa -1}-1\right]$

или

$W={\frac {mRT_{1}}{\kappa -1}}.\left[\left({\frac {V1}{V2}}\right)^{\kappa -1}-1\right]$

Една система се нарича адиабатна, когато е идеално топлинно-изолирана.

Коефициент на Поасон

Коефициентът на Поасон ($\kappa$) на един газ е отношението на моларния топлинен капацитет при постоянно налягане $C_{p}$ и моларния топлинен капацитет при постоянен обем $C_{V}$:

$\kappa ={\frac {C_{p}}{C_{V}}}={\frac {C_{p}}{C_{p}-R}}={\frac {i+2}{i}}$,

където $i$ е броят на степените на свобода на молекулите на газа ($i=3,5,6$ съответно за едноатомен, двуатомен и триатомен газ). Коефициентът на Поасон е безразмерна величина.