Уравнение адиабатического процесса
Уравнение адиабатического процесса показывает, как связаны давление и объём газа, если газ не получает и не отдаёт тепло окружающей среде. Для идеального газа при таком процессе произведение \(pV^\gamma\) остаётся постоянным.
Адиабатический процесс — частный случай адиабатического процесса, при котором теплообмен отсутствует: \(Q=0\). Поэтому изменение внутренней энергии газа происходит за счёт работы. При расширении газ совершает работу, его внутренняя энергия и температура уменьшаются, а давление падает. При сжатии температура и давление повышаются.
Формула
Для двух состояний одного и того же газа формула записывается так:
Для одноатомного идеального газа \(\gamma=\frac{5}{3}\), для двухатомного — приблизительно \(\gamma=\frac{7}{5}\). Уравнение связано с первым законом термодинамики: при \(Q=0\) теплота не участвует в передаче энергии.
Газ расширился адиабатически: его объём увеличился. Так как \(pV^\gamma=\mathrm{const}\), увеличение \(V\) должно сопровождаться уменьшением \(p\). Следовательно, газ охладился, если работа расширения не компенсируется внешним нагревом.
При изотермическом процессе температура постоянна и выполняется \(pV=\mathrm{const}\). При адиабатическом процессе температура изменяется, а показатель степени \(\gamma>1\): давление при расширении падает быстрее, чем при изотермическом процессе.
Что происходит с давлением идеального газа при адиабатическом расширении?
Главное
- Адиабатическое уравнение: \(pV^\gamma=\mathrm{const}\) при отсутствии теплообмена.
- При расширении давление и температура газа уменьшаются, при сжатии — увеличиваются.
- Адиабатический процесс нельзя путать с изотермическим: в нём температура не постоянна.