Глава 4. Химическая термодинамика

Модель 4.2.  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

Здесь – молярная теплоемкость одноатомного газа при постоянном объеме.

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

Работа газа в адиабатическом процессе просто выражается через температуры T₁ и T₂ начального и конечного состояний:

A = CV(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.