İzobarik, izotermal ve adyabatik süreçlerde gaz operasyonu

Hemen hemen her termalmakine, gazın genleşme veya büzülme sırasında yaptığı iş gibi termodinamik bir fenomeni yatmaktadır. Burada, fizikte işin vücut üzerindeki belirli bir kuvvetin etkisini karakterize eden nicel bir ölçü olarak anlaşıldığını hatırlamakta fayda var. Buna göre hacminde değişiklik olan bir gazın işleyişi, gerçekleştirilmesi için gerekli olan hacimdeki bu değişimin basıncının ürününden başka bir şey değildir.

Hacmi değiştiğinde gazın işi yıpranabilirhem izobarik hem de izotermal. Ek olarak, genişletme işleminin kendisi keyfi olabilir. İzobarik genleşme sırasında ortaya çıkan bir gazın çalışması aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir:

A = pΔV,

burada p, gaz basıncının niceliksel bir özelliğidir ve ΔV, başlangıç ​​ve son hacim arasındaki farktır.

Fizikte keyfi gaz genişlemesi sürecigenellikle ayrı izobarik ve izokorik süreçlerin bir dizisi olarak temsil edilir. İkincisi, gazın çalışmasının yanı sıra kantitatif göstergelerinin sıfıra eşit olmasıyla karakterize edilir, çünkü silindirdeki pistonun hareketi gerçekleşmez. Bu koşullar altında, keyfi bir işlemde gazın çalışmasının, pistonun hareket ettiği kabın hacmindeki artışla doğru orantılı olarak değişeceği ortaya çıkmaktadır.

Gazla yapılan işi karşılaştırırsakgenişleme ve daralma, genişleme sırasında, piston yer değiştirme vektörünün yönünün, bu gazın basınç kuvvetinin vektörüyle çakıştığı, bu nedenle, skaler terimlerle, gazın çalışmasının pozitif olduğu ve dış kuvvetlerin negatif olduğu not edilebilir. Gaz sıkıştırıldığında, dış kuvvetlerin vektörü, silindirin genel hareket yönü ile çakışır, bu nedenle çalışmaları pozitiftir ve gazın çalışması negatiftir.

"Gazla yapılan iş" kavramının dikkate alınmasıadyabatik süreçler de etkilenmezse eksik kalacaktır. Termodinamikte böyle bir fenomen, herhangi bir dış cisimle ısı alışverişi olmadığı zaman bir süreç olarak anlaşılır.

Bu, örneğin, gemiçalışan bir piston ile iyi ısı yalıtımı sağlanır. Ek olarak, gaz hacmi değişiminin süresi, çevreleyen cisimler ve gaz arasında termal dengenin meydana geldiği zaman aralığından çok daha az ise, gaz sıkıştırma veya genleşme işlemleri adyabatik süreçlere eşitlenebilir.

Günlük yaşamda en yaygın olanıBir içten yanmalı motorda bir pistonun çalışması adyabatik bir süreç olarak kabul edilebilir. Bu sürecin özü şu şekildedir: Termodinamiğin birinci yasasından bilindiği gibi, bir gazın iç enerjisindeki değişim niceliksel olarak dışarıdan yönlendirilen kuvvetlerin işine eşit olacaktır. Bu çalışma yönünde pozitiftir, bu nedenle gazın iç enerjisi artacak ve sıcaklığı artacaktır. Bu tür başlangıç ​​koşulları altında, adyabatik genleşme sırasında, iç enerjisindeki bir azalmaya bağlı olarak gazın çalışmasının gerçekleşeceği açıktır; buna bağlı olarak, bu süreç içindeki sıcaklık düşecektir.