Werk van gas in isobariese, isotermiese en adiabatiese prosesse

Werk van gas in isobariese, isotermiese en adiabatiese prosesse
Werk van gas in isobariese, isotermiese en adiabatiese prosesse
Anonim

Die aktiwiteit van byna enige hitte-enjin is gebaseer op so 'n termodinamiese verskynsel soos die werk wat 'n gas verrig tydens uitsetting of kompressie. Hier is dit die moeite werd om te onthou dat werk in fisika verstaan word as 'n kwantitatiewe maatstaf wat die werking van 'n sekere krag op 'n liggaam kenmerk. In ooreenstemming hiermee is die werk van 'n gas, waarvoor die nodige voorwaarde 'n verandering in sy volume is, niks meer as die produk van druk en hierdie verandering in volume nie.

Gas werk
Gas werk

Die werk van 'n gas met 'n verandering in sy volume kan beide isobaars en isotermies wees. Daarbenewens kan die uitbreidingsproses self ook arbitrêr wees. Die werk wat 'n gas tydens isobariese uitsetting verrig kan gevind word deur die volgende formule te gebruik:

A=pΔV, waarin p 'n kwantitatiewe eienskap van gasdruk is, en ΔV die verskil tussen die aanvanklike en finale volume is.

Die proses van arbitrêre gasuitbreiding in fisika word gewoonlik voorgestel as 'n reeks van afsonderlike isobariese en isochoriese prosesse. Laasgenoemde word gekenmerk deur die feit dat die werk van die gas, sowel as die kwantitatiewe aanwysers daarvan, gelyk is aan nul, omdat die suier nie in die silinder beweeg nie. Byonder sulke toestande, blyk dit dat die werk van die gas in 'n arbitrêre proses sal verander in direkte verhouding met die toename in die volume van die vaartuig waarin die suier beweeg.

Die werk van 'n gas wanneer sy volume verander
Die werk van 'n gas wanneer sy volume verander

As ons die werk wat deur 'n gas verrig word tydens uitsetting en kompressie vergelyk, dan kan opgemerk word dat tydens uitsetting die rigting van die suierverplasingvektor saamval met die vektor van die drukkrag van hierdie gas self, dus, in skalaarrekening is die werk van die gas positief, en eksterne kragte is negatief. Wanneer gas saamgepers word, val die vektor van eksterne kragte reeds saam met die algemene bewegingsrigting van die silinder, dus hul werk is positief, en die werk van die gas is negatief.

Oorweging van die konsep van "werk gedoen deur 'n gas" sal onvolledig wees as ons nie ook aan adiabatiese prosesse raak nie. In termodinamika word so 'n verskynsel verstaan as 'n proses wanneer daar geen hitte-uitruiling met enige eksterne liggame is nie.

Die werk wat deur die gas gedoen word
Die werk wat deur die gas gedoen word

Dit is byvoorbeeld moontlik in die geval wanneer 'n vaartuig met 'n werkende suier van goeie termiese isolasie voorsien is. Boonop kan die prosesse van saampersing of uitsetting van 'n gas aan adiabaties gelykgestel word as die tyd van verandering in die volume van die gas baie minder is as die tydsinterval waarvoor termiese ewewig tussen die omliggende liggame en die gas plaasvind.

Die mees algemene adiabatiese proses in die alledaagse lewe kan beskou word as die werk van 'n suier in 'n binnebrandenjin. Die kern van hierdie proses is soos volg: soos bekend uit die eerste wet van termodinamika, die verandering in die interne energie van die gassal kwantitatief gelyk wees aan die werk van kragte wat van buite gerig word. Hierdie werk is positief in sy rigting, en daarom sal die interne energie van die gas toeneem, en sy temperatuur sal styg. Onder sulke aanvanklike toestande is dit duidelik dat tydens adiabatiese uitsetting, die werk van die gas sal plaasvind as gevolg van 'n afname in sy interne energie, onderskeidelik, die temperatuur in hierdie proses sal afneem.

Aanbeveel: