Αδιαβατική μεταβολή

adiabatic in a house

Στην εικόνα βλέπουμε την τρισδιάστατη απεικόνιση τμήματος του εσωτερικού ενός σπιτιού. Στο σπίτι έχουν εγκατασταθεί φορητές μονάδες ψύξης (air condition) που λειτουργούν αδιαβατικά. Οι αδιαβατικές μεταβολές είναι μεταβολές που συναντάμε στη φύση.

Αδιαβατική είναι η μεταβολή μιας ποσότητας ιδανικού αερίου που δεν παρουσιάζει ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον του. Άρα Q =0 στην αδιαβατική.

Η αδιαβατική μεταβολή πραγματοποιείται πολύ γρήγορα. Πειραματικά η αδιαβατική πραγματοποιείται σε ένα δοχείο με «αδιαβατικά τοιχώματα», δηλαδή θερμικά μονωμένα τοιχώματα που δεν επιτρέπουν την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του αερίου και του περιβάλλοντος του.

Ο νόμος που ισχύει στην αδιαβατική μεταβολή είναι ο νόμος του Poisson: P·Vγ = σταθερό και μεταξύ δύο καταστάσεων ισορροπίας Α και Β γράφεται: PA·VAγ = PΒ·VΒγ . όπου γ = CP / CV = 5 / 3. Tα C, Cείναι οι γραμμομοριακές ειδικές θερμότητες.

Υπάρχουν δύο ακόμα μορφές του που αποδεικνύονται με την καταστατική εξίσωση και τον νόμο του Poisson η V – T μορφή: TA·VAγ-1 = TΒ·VΒγ-1  και η P – T μορφή:  PA1-γ ·ΤAγ = PΒ1-γ ·ΤΒγ .

pv adibatic_1Η γραφική παράσταση της αδιαβατικής μεταβολής στο P – V διάγραμμα δίνεται στο σχήμα και η Α → Β λέγεται αδιαβατική εκτόνωση ενώ η Β → Α λέγεται αδιαβατική συμπίεση.

Παρατηρούμε ότι οι αδιαβατική καμπύλη τέμνει τις ισόθερμες γιατί έχει μεγαλύτερη κλίση από αυτές (ο νόμος της ισόθερμης PV1 = σταθερό και ο νόμος της αδιαβατικής PVγ = σταθερό).

Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος στην αδιαβατική μεταβολή είναι: Q = ΔU + W ⇒ 0 = ΔU + W ⇒ W = – ΔU, άρα στην αδιαβατική εκτόνωση Α → Β έχουμε ψύξη του αερίου (από το σχήμα βλέπουμε ότι ΤA < ΤΒ ) ενώ στην αδιαβατική συμπίεση Β → Α έχουμε θέρμανση του αερίου.

 Το έργο στην αδιαβατική μεταβολή δίνεται από την σχέση:  WAB = (PB VB – PA VA) / (1 – γ) .

Οι αδιαβατικές μεταβολές παίζουν σημαντικό ρόλο στον κύκλο Carnot .

Advertisements

One thought on “Αδιαβατική μεταβολή

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s