29.Адиабатный процесс идеального газа, его разновидности.

Адиабатический процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не получает и не отдаёт тепловой энергии.

Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса. Адиабатические процессы обратимы, если их проводить достаточно медленно (квазистатически). В общем случае адиабатический процесс необратим.

Для адиабатического процесса первое начало термодинамики в силу отсутствия теплообмена системы со средой имеет вид

- ∆U = A

где:

 ∆U - изменение внутренней энергии тела,

 A - работа, совершаемая системой

Уравнение Пуассона

Для идеальных газов адиабата имеет простейший вид и определяется уравнением:

pV^k = const

где:

p — давление газа,

V— его объём,

k = C_p/C_v — показатель адиабаты,

 C_p и  C_v  — теплоёмкости газа соответственно при постоянном давлении и постоянном объёме.

Показатель адиабаты

Для нерелятивистского невырожденного одноатомного идеального газа k = 5/3, для двухатомного k = 7/5, для трёхатомного k = 4/3, для газов состоящих из более сложных молекул, показатель адиабаты, k определяется степенью свободы конкретной молекулы.

При адиабатическом процессе показатель адиабаты равен k = (1+R/C_v)

где R - универсальная газовая постоянная

С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду:

T^kp^1-k = const, где T — абсолютная температура газа.

Или к виду:

TV^k-1 = const

Поскольку k всегда больше 1, из последнего уравнения следует, что при адиабатическом сжатии (т.е. при уменьшении V) газ нагревается (T возрастает), а при расширении — охлаждается, что всегда верно и для реальных газов.