გაზის მოქმედება იზობარულ, იზოთერმულ და ადიაბატურ პროცესებში

გაზის მოქმედება იზობარულ, იზოთერმულ და ადიაბატურ პროცესებში
გაზის მოქმედება იზობარულ, იზოთერმულ და ადიაბატურ პროცესებში
Anonim

თითქმის ნებისმიერი სითბური ძრავის აქტივობა ეფუძნება ისეთ თერმოდინამიკურ ფენომენს, როგორიც არის მუშაობა გაზის მიერ გაფართოების ან შეკუმშვის დროს. აქ უნდა გვახსოვდეს, რომ ფიზიკაში მუშაობა გაგებულია, როგორც რაოდენობრივი საზომი, რომელიც ახასიათებს სხეულზე გარკვეული ძალის მოქმედებას. ამის შესაბამისად, გაზის მუშაობა, რომლის აუცილებელი პირობაა მისი მოცულობის ცვლილება, სხვა არაფერია, თუ არა წნევის პროდუქტი და ამ მოცულობის ცვლილება.

გაზის მუშაობა
გაზის მუშაობა

აირის მუშაობა მისი მოცულობის ცვლილებით შეიძლება იყოს იზობარულიც და იზოთერმულიც. გარდა ამისა, თავად გაფართოების პროცესი ასევე შეიძლება იყოს თვითნებური. იზობარიული გაფართოების დროს გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო შეგიძლიათ იხილოთ შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:

A=pΔV, რომელშიც p არის გაზის წნევის რაოდენობრივი მახასიათებელი და ΔV არის სხვაობა საწყის და საბოლოო მოცულობას შორის.

ფიზიკაში აირის თვითნებური გაფართოების პროცესი ჩვეულებრივ წარმოდგენილია როგორც ცალკეული იზობარული და იზოქორული პროცესების თანმიმდევრობა. ამ უკანასკნელთათვის დამახასიათებელია ის ფაქტი, რომ გაზის მუშაობა, ისევე როგორც მისი რაოდენობრივი მაჩვენებლები ნულის ტოლია, რადგან დგუში არ მოძრაობს ცილინდრში. ზეასეთ პირობებში გამოდის, რომ აირის მუშაობა თვითნებურ პროცესში შეიცვლება ჭურჭლის მოცულობის ზრდის პირდაპირპროპორციულად, რომელშიც დგუში მოძრაობს..

გაზის მოქმედება, როდესაც მისი მოცულობა იცვლება
გაზის მოქმედება, როდესაც მისი მოცულობა იცვლება

თუ შევადარებთ გაზის მიერ შესრულებულ სამუშაოს გაფართოებისა და შეკუმშვის დროს, მაშინ შეიძლება აღინიშნოს, რომ გაფართოების დროს დგუშის გადაადგილების ვექტორის მიმართულება ემთხვევა თავად ამ გაზის წნევის ძალის ვექტორს, შესაბამისად, სკალარული გამოთვლების დროს აირის მუშაობა დადებითია, ხოლო გარეგანი ძალები უარყოფითია. გაზის შეკუმშვისას გარე ძალების ვექტორი უკვე ემთხვევა ცილინდრის მოძრაობის ზოგად მიმართულებას, ამიტომ მათი მუშაობა დადებითია, ხოლო აირის მუშაობა უარყოფითი.

ცნების „გაზით შესრულებული სამუშაოს“განხილვა არასრული იქნება, თუ ადიაბატურ პროცესებსაც არ შევეხებით. თერმოდინამიკაში ასეთი ფენომენი გაგებულია, როგორც პროცესი, როდესაც არ ხდება სითბოს გაცვლა რომელიმე გარე სხეულებთან.

გაზით შესრულებული სამუშაო
გაზით შესრულებული სამუშაო

ეს შესაძლებელია, მაგალითად, იმ შემთხვევაში, როდესაც სამუშაო დგუშიანი ჭურჭელი უზრუნველყოფილია კარგი თბოიზოლაციით. გარდა ამისა, გაზის შეკუმშვის ან გაფართოების პროცესები შეიძლება გაიგივდეს ადიაბატურთან, თუ გაზის მოცულობის ცვლილების დრო გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე დროის ინტერვალი, რომლის დროსაც ხდება თერმული წონასწორობა მიმდებარე სხეულებსა და გაზს შორის.

ყველაზე გავრცელებულ ადიაბატურ პროცესად ყოველდღიურ ცხოვრებაში შეიძლება ჩაითვალოს დგუშის მუშაობა შიდა წვის ძრავში. ამ პროცესის არსი შემდეგია: როგორც ცნობილია თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან, აირის შიდა ენერგიის ცვლილება.რაოდენობრივად გაუტოლდება გარედან მიმართული ძალების მუშაობას. ეს ნამუშევარი დადებითია მისი მიმართულებით და, შესაბამისად, გაზის შიდა ენერგია გაიზრდება და მისი ტემპერატურა მოიმატებს. ასეთ საწყის პირობებში ცხადია, რომ ადიაბატური გაფართოების დროს გაზის მუშაობა მოხდება მისი შინაგანი ენერგიის შემცირების გამო, შესაბამისად, ამ პროცესში ტემპერატურა დაიკლებს..

გირჩევთ: