Адиабатный процесс. 
Техническая термодинамика и теплопередача

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Кривая этого процесса называется адиабатой (рис. 3.9, 3.10).

Рис. 3.9. Адиабата в ра-координатах Рис. 3.10. Адиабата в Ts-координатах.

1. Уравнение адиабатного процесса dq = 0 и, следовательно,.

2. (соотношение параметров) Из уравнения первого закона термодинамики при dq = 0 имеем c_pdT — vdp = 0 и c_vdT + pdv = 0.

Разделив первое уравнение на второе, получим или

Интегрируя последнее уравнение при k = const, с_р = const и c_v = const, будем иметь Отсюда Последнее соотношение является еще одним уравнением адиабатного процесса.

3. Изменение внутренней энергии и работа в адиабатном процессе определяются из уравнения первого закона термодинамики при dq = 0.

Интегрируя, получаем

Таким образом, в адиабатном процессе работа совершается за счет уменьшения внутренней энергии.

Работа в адиабатном процессе может также определяться по формуле (см. параграф 2.4).

где Так как из уравнения состояния Т₁ =, Т₂ = то формула для ра;

А, А боты примет вид

Вынося pV 1 за скобки, находим.

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

I.

Учитывая, что, получаем.

Располагаемая работа находится по формуле.

При обратимом адиабатном процессе располагаемая работа будет в k раз больше удельной работы расширения газа и противоположна ей по знаку. Для доказательства преобразуем соотношение (3.12) к виду.

4. Изменение энтропии в адиабатном процессе ds = 0. Отсюда S] = s₂ = = const. Это значит, что обратимый адиабатный процесс одновременно является изоэнтропным (при постоянной энтропии).

Ввиду того что k > 1, то на /п"-диаграмме адиабата идет круче, чем изотерма (рис. 3.11). Таким образом, при адиабатном расширении (линия Л2) падение давления оказывается большим, чем при изотермическом (линия.

Рис. 3.11. Адиабата и изотерма в /^^-координатах.

Л2'). Это объясняется тем, что адиабатный процесс осуществляется без подвода теплоты и расширение газа происходит только за счет уменьшения его внутренней энергии. В изотермическом процессе расширение газа происходит за счет подведенной теплоты, а внутренняя энергия остается неизменной.