Kerja gas dalam proses isobarik, isoterma dan adiabatik

Kerja gas dalam proses isobarik, isoterma dan adiabatik
Kerja gas dalam proses isobarik, isoterma dan adiabatik
Anonim

Aktiviti hampir mana-mana enjin haba adalah berdasarkan fenomena termodinamik seperti kerja yang dilakukan oleh gas semasa pengembangan atau pemampatan. Di sini perlu diingat bahawa dalam fizik, kerja difahami sebagai ukuran kuantitatif yang mencirikan tindakan daya tertentu pada badan. Selaras dengan ini, kerja gas, keadaan yang diperlukan ialah perubahan isipadunya, tidak lebih daripada hasil darab tekanan dan perubahan isipadu ini.

Kerja gas
Kerja gas

Kerja gas dengan perubahan isipadunya boleh menjadi isobarik dan isoterma. Di samping itu, proses pengembangan itu sendiri juga boleh sewenang-wenangnya. Kerja yang dilakukan oleh gas semasa pengembangan isobarik boleh didapati menggunakan formula berikut:

A=pΔV, di mana p ialah ciri kuantitatif tekanan gas, dan ΔV ialah perbezaan antara isipadu awal dan akhir.

Proses pengembangan gas sewenang-wenang dalam fizik biasanya diwakili sebagai urutan proses isobarik dan isokorik yang berasingan. Yang terakhir dicirikan oleh fakta bahawa kerja gas, serta penunjuk kuantitatifnya, adalah sama dengan sifar, kerana omboh tidak bergerak dalam silinder. Padadalam keadaan sedemikian, ternyata kerja gas dalam proses sewenang-wenangnya akan berubah secara berkadar langsung dengan peningkatan isipadu kapal di mana omboh bergerak.

Kerja gas apabila isipadunya berubah
Kerja gas apabila isipadunya berubah

Jika kita membandingkan kerja yang dilakukan oleh gas semasa pengembangan dan pemampatan, maka dapat diperhatikan bahawa semasa pengembangan, arah vektor anjakan omboh bertepatan dengan vektor daya tekanan gas ini sendiri, oleh itu, dalam kalkulus skalar, kerja gas adalah positif, dan daya luaran adalah negatif. Apabila gas dimampatkan, vektor daya luaran sudah bertepatan dengan arah umum pergerakan silinder, jadi kerja mereka adalah positif, dan kerja gas adalah negatif.

Pertimbangan konsep "kerja yang dilakukan oleh gas" akan menjadi tidak lengkap jika kita tidak menyentuh juga proses adiabatik. Dalam termodinamik, fenomena sedemikian difahami sebagai proses apabila tiada pertukaran haba dengan mana-mana jasad luar.

Kerja yang dilakukan oleh gas
Kerja yang dilakukan oleh gas

Ini mungkin, sebagai contoh, dalam kes apabila sebuah vesel dengan omboh berfungsi disediakan dengan penebat haba yang baik. Di samping itu, proses pemampatan atau pengembangan gas boleh disamakan dengan adiabatik jika masa perubahan isipadu gas adalah lebih kurang daripada selang masa yang mana keseimbangan terma berlaku antara jasad sekeliling dan gas.

Proses adiabatik yang paling biasa dalam kehidupan seharian boleh dianggap sebagai kerja omboh dalam enjin pembakaran dalaman. Intipati proses ini adalah seperti berikut: seperti yang diketahui dari undang-undang pertama termodinamik, perubahan dalam tenaga dalaman gasakan secara kuantitatif sama dengan kerja kuasa yang diarahkan dari luar. Kerja ini adalah positif ke arahnya, dan oleh itu tenaga dalaman gas akan meningkat, dan suhunya akan meningkat. Di bawah keadaan awal sedemikian, adalah jelas bahawa semasa pengembangan adiabatik, kerja gas akan berlaku kerana penurunan tenaga dalamannya, masing-masing, suhu dalam proses ini akan berkurangan.

Disyorkan: