Адіабатний процес

Відео: Фізика. Термодинаміка: Адіабатний процес. Центр онлайн-навчання "Фоксфорд"

Загальновідомо, що найпростішим, а тому і, напевно, найпоширенішим в природі явищем, котрі виявляють енергетичний обмін, є нагрівання тіл при їх терті. Ці процеси оточують нас практично всюди. Теплообмін присутній при механічних, хімічних, електричних, біологічних та інших динамічних змінах. Теплообмін відіграє величезну роль в існуванні органічного життя. Уже з цього різноманіття проявів логічно випливає висновок про те, що ці явища можуть бути як корисні, так і шкідливі, дивлячись яке завдання вирішує дослідник або винахідник. Тобто в деяких випадках потрібно позбутися від теплообміну, щоб створити необхідні умови для роботи якого-небудь приладу, пристрою або агрегату.

Вирішує ці завдання Адіабатний процес, який представляє собою різновид термодинамічної процесу, при якому відсутня обмін теплоенергією розглянутої системи з зовнішнім середовищем. Сама назва цього явища в перекладі з грецької мови говорить про своєю природою - Адіабатний або, як ще його називають, адіабатичний означає "непрохідний".

Ще стародавні вчені цікавилися даними явищами, але по-справжньому наукове дослідження їх природи відноситься до 17 століття, коли були сформульовані перші теоретичні положення, виведені на основі експериментальної роботи. Серед перших учених, які вивчали Адіабатний процес, слід назвати Геріке, Роберта Бойля, Едма Маріотта. Двоє останніх стали першими теоретиками в цій області, сформулювавши загальновідомий закон Бойля-Маріотта. Перші експериментальні роботи в цій сфері проводилися над газами, тому значна частина закономірностей, які характеризують Адіабатний процес, відносяться саме до цієї фізичної середовищі. Пізніше сфера досліджень була значно розширена, і на сьогоднішній день адиабатические явища досліджуються в самих різних середовищах, в тому числі і на рівні нанотехнологій.

Відео: Завдання 7 Фізика ДПА Закони термодинаміки. Адіабатний процес

Розглянутий нами Адіабатний процес має наступну природу і механізм свого прояви. Якщо для звичайних термодинамічних явищ властиво наявність обміну теплом, яке виходить в результаті різних динамічних взаємодій з навколишнім простором, то в даному випадку такого обміну не відбувається.

Існує спосіб математично відобразити Адіабатний процес, формули, якого при цьому будуть відрізнятися в залежності від різновиду самого процесу.

Відео: Адіабатний процес

Загальна формула, що відображає це явище, має вигляд: А = -VU, де А - робота, яку виконує дана фізична система, VU - величина зміни її внутрішньої енергії.

Розрізняють декілька різновидів адиабатических процесів:

Відео: Інтерактивний підручник з фізики

- адіабатно-Ізохоричний відбувається при одиничному впливі, в результаті якого з термічних показників незмінним залишається тільки обсяг суміші (V). Робота (А), як видно з формули, в цьому випадку буде дорівнює нулю;

- адіабатно-ізобарний характеризується стисненням випробовуваної суміші газу, тобто обсяг її зменшується, а значення роботи стає негативним;

- адіабатно-ізотермічний має зворотні властивості по відношенню до попереднього і характеризується збільшенням обсягу (тобто розширенням тіла), при цьому значення роботи стає позитивним.

Можна навести приклади адіабатних процесів, які реалізуються у всіляких природних явищах, а також у створених людиною механізмах і пристроях. Так, їх присутність спостерігається при поширенні звуку в газі. Та й сама атмосфера Землі являє собою адіабатичний макропроцес, в ході якого над газами, складовими її, відбувається якась робота, яка збільшує їх потенційну енергію. Ця теорія зараз поширена і на інші астрономічні об`єкти.

Розглянуті процеси присутні у всіх без винятку теплових машинах і механізмах: паровозах, тепловозах, двигунах внутрішнього згоряння та інших, де необхідно виключити передачу теплоенергії.