Адиабатический процесс

Моделируется процесс адиабатического сжатия и расширения идеального газа.

Адиабатический процесс – это процесс квазистатического расширения или сжатия газа в сосуде с теплонепроницаемыми стенками. Первый закон термодинамики для адиабатического процесса принимает вид A = –ΔU, где ΔU – изменение внутренней энергии. В адиабатическом процессе газ совершает работу за счет изменения внутренней энергии. Внутренняя энергия идеального газа изменяется пропорционально его температуре. Для 1 моля одноатомного газа U = 3/2RT = C_vT.

Здесь C_v = 3/2R – молярная теплоемкость одноатомного газа при постоянном объеме.

Молярная теплоемкость одноатомного газа при постоянном давлении C_p = C_v + R = 5/2R. На плоскости (P, V) адиабаты изображаются семейством кривых PV ^γ = const. Это соотношение называют уравнением Пуассона. Здесь γ = C_p/C_v – показатель адиабаты. Для одноатомного газа γ = 5/3.

Работа газа в адиабатическом процессе просто выражается через температуры T₁ и T₂ начального и конечного состояний: A = C_v(T₁ – T₂).

В модели можно изменять начальную температуру T газа. Приводится график зависимости P(V) для адиабатического процесса, выводится энергетическая диаграмма, на которой представлены производимая газом работа A и изменение ΔU его внутренней энергии. С помощью этой энергетической диаграммы вы можете убедиться, что в адиабатическом процессе газ совершает работу (положительную или отрицательную) только за счет изменения его внутренней энергии. Это объясняется тем, что теплообмен с окружающими телами отсутствует.