Количество теплоты, подведенное к рабочему телу; T

4.5. АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена с окру­жающей средой. Кривая этого процесса называется адиабатой (рис. 4.9, 4.10).

1. Уравнение адиабатного процесса dq=O и, следовательно,

2. Соотношение параметров. Из уравнений первого закона термодинами­ки при dq=0 имеем c_pdT - vdp = 0 и c_vdT + pdv = 0.
Разделив первое уравнение на второе, получим

или

Интегрируя последнее уравнение при k=const, c_p =const и c_v =const, будем иметь

Последнее соотношение является еще одним уравнением адиабатного процесса.
3. Изменение внутренней энергии и работа в адиабатном процессе опре­деляются из уравнения первого закона термодинамики при dq=0

Интегрируя, получим

Таким образом, в адиабатном процессе работа совершается за счет убыли внутренней энергии.
Работа в адиабатном процессе может также определяться по следующей формуле


где

Так как из уравнения состояния работы примет вид

Вынося p₁v₁ за скобки, получим

Учитывая, что получим

Располагаемая работа находится по формуле

При обратимом адиабатном процессе располагаемая работа будет в k раз больше удельной работы расширения газа и противоположна ей по знаку. Для доказательства преобразуем соотношение (4.12) к виду
-vdp = kpdv .
Отсюда dl₀ = kdl или
l₀ = kl (4.12a)
4. Изменение энтропии в адиабатном процессе ds=0. Отсюда s₁=s₂=const. То есть, обратимый адиабатный процесс одновременно является изоэнтропным (при постоянной энтропии).

Ввиду того что k>\, то p-v диаграмме адиабата идет круче, чем изо­терма (рис. 4.11). Таким образом, при адиабатном расширении (линия А-2) давление газа падает быстрее, чем при изотермическом (линия А-2). Это объясняется тем, что адиабатный процесс осуществляется без подвода тепло­ты, и расширение газа происходит только за счет падения его внутренней энергии. В изотермическом процессе расширение газа происходит за счет подведенной теплоты.
Если от точки А (рис. 4.11) газ сжать, то адиабата А-1 будет располагать­ся круче изотермы А -1 , так как при адиабатном, процессе теплота не отво­дится и температура газа с увеличением давления возрастает больше, чем в изотермическом.