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

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

За идеален газ важи

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

където ${\displaystyle p}$ и ${\displaystyle V}$ са съответно налягането и обемът на газа, а ${\displaystyle \kappa }$ е неговият коефициент на Поасон. Адиабатният процес е безкрайно бърз политропен процес при ${\displaystyle n=\kappa }$. 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.

${\displaystyle W=-\int {p}dV}$

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

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

Заместено в интеграла и решено:

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

или

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

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

Коефициент на Поасон

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

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

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