단열 과정
한 시스템에서 다른 시스템으로의 열 전달 또는 질량이없는 프로세스를 단열 공정이라고합니다. 프로세스는 가역적이거나 돌이킬 수 없을 수 있습니다. 그것은 q =0 인 열역학의 과정입니다.
이 시스템은 절연되어 있습니다. 이 과정에서 유일한 열 전달은 작업 형태입니다. 단열 과정은 열역학 제 1 법칙의 이론을 뒷받침하고 설명합니다.
단열 과정이 이루어 지려면 다음 조건이 필요합니다.
- 열이 전달 될 시간이 있도록 프로세스를 매우 빨리 수행해야합니다.
- 시스템은 나머지 환경에서 완전히 분리되어야합니다.
단열 과정의 방정식
단열 과정의 방정식은 다음과 같습니다.
PV =상수
여기서 p =시스템의 압력
v =시스템의 볼륨
y =c p /c v =단열 지수
단열 과정
u =u 2 - u 1
w =-u =u 1 - u 2
w =-u
열 전달이 없기 때문에 엔트로피 (들) =0
단열 압축
단열 압축은 공기에서 열을 첨가하거나 빼지 않을 때입니다. 증가 된 공기의 내부 에너지는 공중에서 수행 된 외부 작업과 동일합니다. 압축으로 인해 온도, 엔트로피 및 내부 에너지가 증가 할 때 공기의 압력이 부피보다 높습니다.
p> V
가솔린 엔진의 압축 스트로크는 주변 환경에 열을 잃지 않고 빠르게 발생하므로 단열 과정의 예입니다.
.단열 팽창
단열 팽창은 열역학의 첫 번째 법칙에 순종합니다. 여기서 작업은 온도가 감소하는 부피를 확장하여 수행됩니다.
여기에서 예를 들어 봅시다. 가스 분자가 단단히 결합되면 막이 압축됩니다. 볼륨은 DV로 확장되고 온도는 DT로 떨어집니다.
여기서 완료된 작업은 w =pdv이고 열전달 dq =0입니다.
이상적인 가스에 대한 단열 과정의 경우 pv =constant
단열 과정의 사용
- 가스 터빈에서, 단열 과정은 오토와 브레 톤 사이클 (피스톤이 휘발유에서 작동하는 곳)에 적용됩니다.
- 디젤 엔진 (다소) 단열 압축을 사용하여 연료를 발화시킵니다. Adiabats는 또한 두 가지 단열 공정을 기반으로 카르노 효율 (열역학적 시스템의 최대 열 효율)을 계산하는 데 유용합니다.
단열 가정의 적용
열역학의 첫 번째 법칙에서
Δi = q - W
여기서 Δ u 시스템의 내부 에너지의 변화입니까
Q는 에너지의 양입니다
w는 시스템이 수행 한 작업입니다
- W =0이면 벽이 단열되지 않고 에너지가 Q> 0에 추가됩니다. 따라서 시스템 온도가 상승합니다.
- 벽이 단열 될 때 위상 변화가 없을 것입니다. Q =0 및 W <0, 온도도 상승합니다.
- 시스템의 벽이 단열 u =0이고 단단하지 않다고 가정합니다. 이 과정은 등쪽 성 프로세스라고합니다. 프로세스가 등방성 인 경우 가역적 프로세스입니다.
즉, s (엔트로피) =dq/dt =0
4. 이제 시스템의 벽이 단열하지 않고 에너지가 전달되고 있으며 엔트로피도 시스템으로 전달된다고 가정합니다. 이러한 과정은 단열 또는 등방성이 아닙니다. 그들은 q> 0을 가지고 있습니다. 열역학의 제 2 법칙을 따릅니다.
결론
한 시스템에서 다른 시스템으로 열 전달이없는 열역학 과정을 단열 공정이라고합니다. 이 프로세스는 빠르게 수행되어야하므로 열 전달이 없습니다. 가스의 온도가 증가하는 단열 압축이 있으며, 더위의 추가 뺄셈은 없습니다. 단열 팽창은 온도가 감소하지만 압력이 일정하게 유지되는 과정입니다. 단열 과정에는 열역학 과정에서 많은 응용이 있습니다.
