Gāzes izmantošana izobārskos, izotermās un adiabātiskajos procesos

Gandrīz jebkura siltuma centrāmašīna ir termodinamiskā parādība, piemēram, darbs, ko gāze veicina paplašināšanas vai kompresijas laikā. Šeit ir vērts atcerēties, ka fizikā darbs tiek saprasts kā kvantitatīvais rādītājs, kas raksturo noteiktu spēka darbību uz ķermeņa. Saskaņā ar to, gāzes darbs, kas ir nepieciešams nosacījums, lai to izpildītu, ir izmaiņas tā apjomā, ir nekas cits kā spiediens uz izmaiņām apjomā.

Gāzes darbs, ja tā apjoms mainās,Gan izobāriski, gan izotermiski. Turklāt faktiskais paplašināšanās process var būt patvaļīgs. Gāzes darbs, kas notiek izobāra paplašināšanās rezultātā, ir atrodams ar šādu formulu:

A = pΔV,

kurā p ir gāzes spiediena kvantitatīvais raksturlielums, un ΔV ir starpība starp sākotnējo un pēdējo tilpumu.

Patērīga gāzes izplešanās process fizikāparasti tiek attēloti atsevišķu izobārisku un izohorisku procesu secībā. Pēdējās raksturo tas, ka gāzes darbs, tāpat kā tā kvantitatīvie rādītāji, ir nulle, jo virzulis nepārvietojas cilindrā. Šādos apstākļos izrādās, ka gāzes darbība patvaļīgā procesā mainīsies tieši proporcionāli tā kuģa tilpuma kāpumam, kurā virzulis virzās.

Ja salīdzināsim gāzes darbus pieizplešanās un saraušanās, var atzīmēt, ka izplešanās virzienā vektoru pārvietošanu virzuļa laikā sakrīt ar vektoru gāzes paša spiediena spēku, tomēr skalāro aprēķins gāzei ir pozitīvs un ārējo spēku - negatīvas. Kad saspiesta gāze saskaņā ar vispārējo virzienu kustības cilindra ir tāds pats ārējais spēku vektoru, tāpēc viņu darbs ir pozitīvs un negatīvs darba gāze.

Jēdziena "darbs ar gāzi" izskatīšanabūs nepilnīgs, ja mēs arī neietekmēsim adiabātiskos procesus. Termodinamikas fenomenu saprot kā procesu, kurā nav siltuma apmaiņas ar jebkādām ārējām virsmām.

Tas ir iespējams, piemēram, kuģa gadījumāar darba virzuli ir nodrošināta ar labu siltumizolāciju. Turklāt gāzes kompresijas vai paplašināšanas procesu var pielīdzināt adiabatiskā ja laika izmaiņas gāzes apjoms ir daudz mazāks, nekā laika intervālu, kurā notiek siltuma līdzsvars starp gāzi un apkārtējo iestādēm.

Visbiežāk ikdienāadiabatiskā procesus var uzskatīt darbs virzuļa iekšdedzes dzinēju. Šī procesa būtība ir šāda: tā kā mēs zinām no pirmā termodinamikas likums, izmaiņas iekšējā enerģija gāzes, ir kvantitatīvi vienāds ar darba spēku, vērsta no ārpuses. Šis darbs ir tās virziens ir pozitīvs, un līdz ar to palielinās iekšējā enerģija gāzes, un temperatūras paaugstināšanās par sevi. Šādos sākotnējos apstākļos, tas ir skaidrs, ka saskaņā ar adiabatic gāze paplašināšanas darbi notiks samazināšanas dēļ savas iekšējās enerģijas, attiecīgi, temperatūra šajā procesā samazināsies.