Адиабатный процесс. Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным

Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой, называется адиабатным. Таким образом, условие адиабатного процесса .

Для того, чтобы выполнялось данное условие, следует либо теплоизолировать газ, т.е. поместить его в адиабатную оболочку, либо провести процесс настолько быстро, чтобы изменение температуры газа, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, было пренебрежимо мало по сравнению с изменением температуры, вызванным расширением или сжатием газа.

Уравнения 1-го закона термодинамики для адиабатного процесса имеют вид

Поделив первое уравнение на второе, получают

или ,

где - показатель адиабаты.

После интегрирования и потенцирования получают уравнение адиабаты

или

Согласно молекулярно-кинетической теории показатель адиабаты для идеального газа не зависит от его температуры, а определяется только числом степеней молекулы газа. Для одноатомных газов k=1,66, для 2-х атомных k=1,4, для 3-х и многоатомных k=1,33.

Поскольку k>1, то в координатах p-v линия адиабаты идет круче линии изотермы. На рис.4 представлен график адиабатного процесса в сравнении с графиком изотермического.

Рис. 4. График адиабатного процесса

При адиабатном расширении давление понижается быстрее, чем при изотермическом расширении, т.к. при этом происходит уменьшение температуры газа.

Параметры состояния в адиабатном процессе связаны следующими соотношениями

Изменение внутренней энергии системы:

Работа изменения объёма системы:

Согласно 1-му закону термодинамики

Таким образом, в адиабатном процессе работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы.

Изменение энтропии:

В связи с тем, что в адиабатном процессе энтропия системы остается постоянной, иное название этого процесса – изоэнтропный.