Przemiany gazowe: izoterma, izochora, izobara i adiabata
Taka sama zmiana temperatury gazu nie oznacza zawsze takiego samego dostarczonego ciepła. Gaz może równocześnie przesuwać tłok i wykonywać pracę. Trzeba rozpoznać drogę przemiany.
W tym materiale
Taka sama zmiana temperatury gazu nie oznacza zawsze takiego samego dostarczonego ciepła. Gaz może równocześnie przesuwać tłok i wykonywać pracę. Trzeba rozpoznać drogę przemiany.
Potrzebne wiadomości: Równanie gazu doskonałego oraz pierwsza zasada termodynamiki.
Jedna konwencja znaków
Przyjmujemy \Delta U=Q-W, gdzie W jest pracą wykonaną przez gaz. Dla gazu doskonałego \Delta U=nC_V\Delta T. Przy stałej objętości W=0, więc Q=ΔU. Przy stałym ciśnieniu W=p\Delta V=nR\Delta T i Q=nC_p\Delta T. Stąd dla gazu doskonałego C_p-C_V=R.
W izotermie temperatura się nie zmienia, więc ΔU=0 i Q=W. Dla powolnej przemiany odwracalnej W=nRT\ln(V_2/V_1). W izochorze p/T jest stałe, w izobarze V/T stałe, a w izotermie pV stałe. Temperatury podajemy w kelwinach.
Brak ciepła nie oznacza stałej temperatury
Adiabata ma Q=0. Rozprężający się gaz może wykonywać pracę kosztem U i stygnąć. Dla odwracalnej adiabaty gazu doskonałego o stałych ciepłach molowych pV^\gamma=const oraz TV^{\gamma-1}=const, gdzie γ=Cₚ/Cᵥ.
Te ostatnie wzory wymagają odwracalności. Swobodne rozprężanie idealnego gazu w izolowanym naczyniu do próżni ma Q=0 i W=0, więc nie zmienia U ani temperatury; nie spełnia przy tym odwracalnej adiabaty pVᵞ=const. Na wykresie p(V) praca jest polem pod drogą quasi-statycznej przemiany. Pole zamkniętego cyklu daje pracę netto ze znakiem zależnym od kierunku obiegu.
Zadania do tego tematu
- Izobaryczne ogrzanie jednego mola gazu
- Odwracalna adiabata z ośmiokrotną objętością
- Gaz wpuszczony do próżni w izolowanym naczyniu
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto