Operación de gas en procesos isobáricos, isotermos e adiabáticos

No centro de case calquera operación da máquina térmica é un fenómeno termodinámico, como o traballo realizado polo gas durante a expansión ou a compresión. Aquí vale lembrar que en física, unha medida cuantitativa é definida como traballo, caracterizando a acción dunha certa forza sobre o corpo. De acordo con isto, o traballo do gas, condición necesaria para o cumprimento do que supón un cambio no seu volume, non é outra cousa que o produto da presión sobre este cambio de volume.

O traballo dun gas cun cambio no seu volume pode ser tanto isobárico como isotérmico. Ademais, o proceso de expansión real pode ser de natureza arbitraria. O traballo de gas, que ten lugar baixo a expansión isobar, pódese atopar coa seguinte fórmula:

A = pΔV,

En que p é a característica cuantitativa da presión do gas, e ΔV é a diferenza entre os volumes iniciais e finais.

O proceso de expansión de gas arbitrario en física adoita representarse como unha secuencia de procesos isobáricos e isoacáricos. Estas últimas caracterízanse polo feito de que o traballo do gas, como os seus indicadores cuantitativos, é cero, xa que o pistón non se move no cilindro. En tales condicións, resulta que a operación do gas nun proceso arbitrario cambiará en proporción directa co aumento do volume do buque no que se move o pistón.

Se comparamos o traballo realizado polo gas durante a expansión e compresión, pódese observar que ao expandir a dirección do vector de desprazamento do pistón coincide co vector da forza de presión deste propio gas, polo tanto, no cálculo escalar o traballo do gas é positivo ea forza externa é negativa. Cando o gas se comprime coa dirección xeral do desprazamento do cilindro, o vector das forzas externas coincide e, polo tanto, o seu traballo é positivo eo traballo do gas é negativo.

A consideración do concepto de "traballo realizado por gas" será incompleta, se non afecta tamén os procesos adiabáticos. Este fenómeno na termodinámica enténdese como un proceso onde non hai intercambio de calor con ningún corpo externo. Isto é posible, por exemplo, no caso de que o buque con pistón de traballo dispoña de bo illamento térmico. Ademais, os procesos de compresión ou expansión do gas pódense equiparar a adiabáticos se o tempo de cambio no volume do gas é moito menor que o intervalo de tempo durante o que se produce o equilibrio térmico entre os corpos circundantes eo gas.

O proceso adiabático máis frecuente na vida cotiá pode ser considerado o traballo dun pistón nun motor de combustión interna. A esencia deste proceso é a seguinte: como se sabe a partir da primeira lei da termodinámica, o cambio na enerxía interna do gas será en termos cuantitativos igual ao traballo das forzas dirixidas desde fóra. Este traballo na súa dirección é positivo e, polo tanto, a enerxía interna do gas vai aumentar e aumentará a súa temperatura. Baixo tales condicións iniciais, está claro que, baixo unha expansión adiabática, o gas funcionará reduciendo a súa enerxía interna, respectivamente, a temperatura dentro deste proceso diminuirá.