Co to jest адиабатический proces?

Aby zbudować cieplną samochód, który może wykonywać pracę za pomocą ciepła, należy stworzyć pewne warunki. Przede wszystkim, cieplna maszyna powinna pracować w trybie pętli, gdzie szereg kolejnych termodynamiczne procesów tworzą cykl. W wyniku realizacji cyklu gaz zamknięty w cylindrze z ruchomym tłokiem, wykonuje pracę. Ale jednego cyklu okresowo działającej maszyny mało, musi wykonywać cykle raz za razem w ciągu określonego czasu. Całkowita praca wykonana w ciągu określonego czasu, w rzeczywistości, podzielona przez czas daje jeszcze jedno ważne pojęcie ó moc.

W połowie XIX wieku powstały pierwsze cieplne maszyny. Produkowali pracę, ale затрачивали duże ilości ciepła uzyskiwanego w wyniku spalania paliwa. Właśnie wtedy fizycy-teoretycy zadał pytania: «Jak gaz działa cieplnej w samochodzie? Jak uzyskać maksymalnie pracy przy minimalnym zużyciu paliwa?»

Aby wykonać analizę pracy gazem, trzeba było wprowadzić cały system definicji i pojęć. Zbiór wszystkich definicji i tworzył całość naukowy kierunek, która uzyskała tytuł: «termodynamika Techniczna». W termodynamiki przyjęto szereg założeń, wcale nie умаляющих podstawowe wnioski. Obszar ciało ó efemeryczny gaz (nie istniejący w naturze), który może być skompresowany do zerowej objętości, którego cząsteczki nie oddziałują ze sobą. W otaczającej przyrodzie istnieją tylko prawdziwe gazy, które mają dobrze określone właściwości, отличимые od gazu doskonałego.

Bardziej:

Główne etapy rozwoju psychiki w филогенезе

Rozwój psychiki w филогенезе charakteryzuje się kilkoma etapami. Rozważmy dwie główne historie związane z tym procesem.Филогенез - to historyczny rozwój, obejmującego miliony lat ewolucji, historię rozwoju różnych gatunków organizmów żywych.Ontogenez...

Co to jest gronkowiec i metody jego leczenia

Wielu w swoim życiu miał do czynienia z zakażeniem gronkowca. Dlatego konieczne jest posiadanie pełnej informacji o tej chorobie, aby w pełni zrozumieć, co dzieje się w organizmie. Więc co to jest gronkowiec? To bakterie, lub jedną z ich odmian, z kt...

Co studiuje morfologia

 Przed podjęciem się, że studiuje morfologia, należy zauważyć, że sam studiuje ten dział gramatyki. Tak, morfologia studiuje słowo jako część mowy, a także sposoby jego edukacji, jego formy, struktury i gramatyki wartości, a także poszczególne j...

Aby rozważać modele dynamiki pracy ciała, zostały zaproponowane prawa termodynamiki, opisujące podstawowe procesy termodynamiczne, takie jak:

• изохорный proces – jest to proces, który odbywa się bez zmiany objętości medium. Warunek изохорного procesu, v=const;
• изобарный proces – jest to proces, który odbywa się bez zmiany ciśnienia w dobrym ciele. Warunek изобарного procesu, P=const;
• Izolowany (изотермный) proces – jest to proces, który odbywa się przy zachowaniu temperatury na zadanym poziomie. Warunek izolowane procesu, T=const;
• адиабатический proces (адиабатный, tak go nazywają nowoczesne techniki cieplnej) – jest to proces, wykonywane w przestrzeni bez wymiany ciepła z otoczeniem. Warunek adiabatycznej procesu, q=0;
• политропный proces – jest to najbardziej spójny proces, który opisuje wszystkie wymienione wyżej procesy termodynamiczne, a także wszystkie inne możliwe do wykonywania w cylindrze z ruchomym tłokiem.

W okresie tworzenia pierwszych maszyn cieplnych szukali cykl, w którym można uzyskać najwyższą SPRAWNOŚĆ (sprawność). Sadi Carnot, badając całokształt termodynamiczne procesów, instynktownie przyszedł do rozwoju swojego cyklu, który otrzymał jego imię ó cykl Carnota. W nim kolejno wykonywane są izolowany, a następnie адиабатический proces kompresji. Obszar ciało po wykonaniu tych procesów ma zapas energii wewnętrznej, ale cykl nie został jeszcze zakończony, dlatego robocze ciało rozszerza się i wykonuje izolowany proces rozszerzenia. Aby zakończyć cykl i wrócić do oryginalnych ustawień pulpitu ciała, wykonywane адиабатический proces rozszerzenia.

Carnot udowodnił, że SPRAWNOŚĆ w cyklu osiąga maksimum i zależy tylko od temperatur dwóch reg. Im wyższa różnica między nimi, tym odpowiednio wyższa SPRAWNOŚĆ cieplna. Próby stworzenia cieplną samochód w cyklu Carnota i nie zakończyły się sukcesem. Jest to idealny cykl, który jest niemożliwy. Ale on okazał się główną zasadą drugiej początku termodynamiki o braku możliwości uzyskania pracy, równej kosztom energii cieplnej. Został sformułowany szereg definicji drugiego góry (prawa) termodynamiki, na podstawie których Rudolf Клаузиус wprowadził pojęcie entropii. Główny wniosek jego badań ó entropia stale wzrasta, co prowadzi do ciepła «śmierci”.

Najważniejszym osiągnięciem Клаузиуса było zrozumienie rzeczywistości empirycznie procesu, podczas jego wykonywania pracy entropia ciała nie zmienia się. Dlatego адиабатический proces w Клаузиусу – to s=const. Tutaj s – to entropia, która daje jeszcze jedną nazwę procesu, совершаемому bez doprowadzenia lub odprowadzenia ciepła, – изоэнтропийный proces. Uczony zajmował się poszukiwaniem tego cyklu cieplnej maszyny, gdzie by się nie działo wzrost entropii. Ale, niestety, tego nie udało się utworzyć. Dlatego wywiódł, że cieplna maszyna nie może być stworzony w ogóle.

Ale nie wszyscy badacze byli są tak pesymistyczne. Szukali prawdziwe cykle dla maszyn cieplnych. W wyniku ich poszukiwań Nikolaus August Otto stworzył swój cykl cieplnej maszyny, który jest obecnie realizowany w silnikach pracujących na benzynie. Tutaj wykonywane są адиабатический proces kompresji pracy ciała i изохорный doprowadzenie ciepła (spalanie paliwa przy stałej objętości), następnie pojawiają się адиабата rozszerzenia (praca odbywa pracy ciałem w procesie zwiększania jego objętości) i изохорный odprowadzanie ciepła. Pierwsze silniki wewnętrznego spalania w cyklu Otto używane jako paliwa palne gazy. Dużo później zostały wymyślone gaźniki, które stały się tworzyć бензовоздушные mieszaniny powietrza z oparami benzyny i podawać je do cylindrasilnika.

W cyklu Otto kurczy się mieszanina palna, dlatego wielkość kompresji jej stosunkowo niewielka ó mieszanina palna ma skłonność детонировать (eksplodować po osiągnięciu krytycznego ciśnienia i temperatury). Dlatego praca przy адиабатическом podczas kompresji stosunkowo niewielka. Tutaj wprowadzono jeszcze jedno pojęcie: stopień sprężania ó stosunek całkowitej objętości do objętości kompresji.

Poszukiwanie sposobów zwiększenia efektywności wykorzystania energii paliwa kontynuował. Wzrost SPRAWNOŚCI widzieli w zwiększeniu stopnia kompresji. Rudolf Diesel opracował swój cykl, w którym zasilanie ciepła odbywa się przy stałym ciśnieniu (w изобарном procesie). Jego cykl był podstawą do silników wykorzystujących olej napędowy (nazywany соляркой). W cyklu Diesla nie kurczy się mieszanina palna, a powietrze. Dlatego mówi się, że odbywa się praca w адиабатическом procesie. Temperatura i ciśnienie w końcu kompresji są wysokie, więc przez dysze następuje wtrysk paliwa. Ja miesza się z gorącym powietrzem, tworzy palną mieszaninę. Spala przy tym wzrasta energia wewnętrzna pracy ciała. Dalej rozszerzenie gazu idzie na адиабате, dokonuje się skok roboczy.

Próba zrealizować cykl Diesla w maszynach cieplnych nie powiodła się, więc Gustaw Тринклер stworzył cykl kombinowany Frankowsk. I korzystają w dzisiejszych silnikach diesla. W cyklu Frankowsk ciepło doprowadza się do изохоре, a potem na изобаре. Tylko wtedy powiedzie адиабатический proces rozszerzenie pulpitu ciała.

Przez analogię z tłokowe termicznych maszyny pracują i turbinowe. Ale w nich proces odprowadzania ciepła po zakończeniu przydatne empirycznie dany gazu odbywa się w изобаре. Na samolotach z газотурбинным i турбовинтовым silnikami адиабатический proces odbywa się dwa razy: po kompresji i ekspansji.

Aby uzasadnić wszystkie podstawowe pojęcia adiabatycznej procesu, zostały zaproponowane wzory obliczeniowe. Tu pojawia się ważne wartości, nazwany wskaźnik адиабаты. Jego wartość dla двухатомного gazu (tlen i azot – to podstawowe двухатомные gazy znajdujące się w powietrzu) wynosi 1,4. Do obliczenia wskaźnika адиабаты są jeszcze dwie ciekawe cechy, a mianowicie: изобарная i изохорная zbędnych komentarzy pracy ciała. Stosunek ich k=Cp/Cv – jest wskaźnik адиабаты.

Dlaczego w teoretycznych cyklach cieplnych maszyn używany адиабатический proces? W rzeczywistości są wykonywane политропные procesy, ale z racji tego, że pochodzą one z dużą prędkością, zazwyczaj sądzą brak wymiany ciepła z otoczeniem.

90% energii elektrycznej wytwarza się w elektrowniach cieplnych. W nich jako medium używana jest para wodna. Uzyskuje się ją przy gotowaniu wody. W celu zwiększenia potencjału pracy para, jego перегревают. Następnie przy wysokim ciśnieniu pary przegrzanej serwowane jest na turbiny parowej. Tutaj także odbywa się адиабатический proces dany para. Turbina dostaje obrót, jego przekazują na elektrogenerator. Ten z kolei wytwarza energię dla konsumentów. Parowe turbiny pracują w cyklu Ренкина. Najlepiej poprawa efektywności wiąże się również ze wzrostem temperatury i ciśnienia pary wodnej.

Jak widać z powyższego stwierdził, адиабатный proces jest bardzo powszechne w produkcji mechanicznej i elektrycznej energii.