Gazning izobarik, izotermik va adiabatik jarayonlardagi ishi

Gazning izobarik, izotermik va adiabatik jarayonlardagi ishi
Gazning izobarik, izotermik va adiabatik jarayonlardagi ishi
Anonim

Deyarli har qanday issiqlik dvigatelining faoliyati gazning kengayish yoki siqilish vaqtida bajargan ishi kabi termodinamik hodisaga asoslanadi. Bu erda shuni esda tutish kerakki, fizikada ish deganda ma'lum bir kuchning tanaga ta'sirini tavsiflovchi miqdoriy o'lchov tushuniladi. Shunga ko'ra, gazning ishi, zaruriy sharti uning hajmining o'zgarishi bo'lgan gazning ishi bosim va hajmning o'zgarishi mahsulotidan boshqa narsa emas.

Gaz ishi
Gaz ishi

Gazning hajmining oʻzgarishi bilan ishlashi ham izobarik, ham izotermik boʻlishi mumkin. Bundan tashqari, kengaytirish jarayonining o'zi ham o'zboshimchalik bilan bo'lishi mumkin. Izobarik kengayish paytida gaz bajargan ishni quyidagi formula yordamida topish mumkin:

A=pDV, bunda p gaz bosimining miqdoriy xarakteristikasi, DV esa dastlabki va yakuniy hajm oʻrtasidagi farqdir.

Fizikada gazning ixtiyoriy kengayish jarayoni odatda alohida izobar va izoxorik jarayonlar ketma-ketligi sifatida ifodalanadi. Ikkinchisi gazning ishi, shuningdek, uning miqdoriy ko'rsatkichlari nolga teng ekanligi bilan tavsiflanadi, chunki piston silindrda harakat qilmaydi. Dabunday sharoitda gazning ixtiyoriy jarayondagi ishi piston harakatlanadigan idish hajmining oshishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgarishi ma'lum bo'ladi.

Gazning hajmi o'zgarganda uning ishi
Gazning hajmi o'zgarganda uning ishi

Agar gazning kengayish va siqish paytida bajargan ishni solishtirsak, shuni ta'kidlash mumkinki, kengayish vaqtida pistonning siljishi vektorining yo'nalishi ushbu gazning bosim kuchining vektoriga to'g'ri keladi, shuning uchun, skalyar hisobda gazning ishi ijobiy, tashqi kuchlar esa manfiy. Gaz siqilganda, tashqi kuchlar vektori allaqachon silindrning umumiy harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi, shuning uchun ularning ishi ijobiy, gazning ishi esa manfiy.

Agar adiabatik jarayonlarga ham to'xtalmasak, "gaz tomonidan bajarilgan ish" tushunchasini ko'rib chiqish to'liq bo'lmaydi. Termodinamikada bunday hodisa hech qanday tashqi jismlar bilan issiqlik almashinuvi bo'lmagan jarayon sifatida tushuniladi.

Gaz tomonidan bajarilgan ish
Gaz tomonidan bajarilgan ish

Bu, masalan, ishlaydigan pistonli idish yaxshi issiqlik izolatsiyasi bilan ta'minlangan taqdirda mumkin. Bundan tashqari, gaz hajmining o'zgarish vaqti atrofdagi jismlar va gaz o'rtasida issiqlik muvozanati sodir bo'ladigan vaqt oralig'idan ancha kam bo'lsa, gazning siqish yoki kengayish jarayonlarini adiabatikaga tenglashtirish mumkin.

Kundalik hayotda eng keng tarqalgan adiabatik jarayon ichki yonuv dvigatelidagi pistonning ishi deb hisoblanishi mumkin. Bu jarayonning mohiyati quyidagicha: termodinamikaning birinchi qonunidan ma'lumki, gazning ichki energiyasining o'zgarishi.tashqaridan yo'n altirilgan kuchlarning ishiga miqdoriy jihatdan teng bo'ladi. Bu ish o'z yo'nalishi bo'yicha ijobiydir va shuning uchun gazning ichki energiyasi ortadi va uning harorati ko'tariladi. Bunday dastlabki sharoitda adiabatik kengayish vaqtida gazning ishi uning ichki energiyasining pasayishi hisobiga sodir bo'lishi aniq, mos ravishda bu jarayonda harorat pasayadi.

Tavsiya: