74787

Применение 1-го начала термодинамики к адиабатическому процессу. Уравнение адиабаты

Доклад

Физика

Адиабатическим называется процесс, при котором отсутствует теплообмен между физической системой и окружающей средой. Близким к адиабатическим являются все быстро протекающие процессы.

Русский

2015-01-05

32 KB

0 чел.

27.Применение 1-го начала термодинамики к адиабатическому процессу. Уравнение адиабаты.

Адиабатическим называется процесс, при котором отсутствует теплообмен между физической системой и окружающей средой. Близким к адиабатическим являются все быстро протекающие процессы.

Из первого начала термодинамики (dQ = dA + dU) для адиабатического процесса следует, что

dA = - dU

53.1

т.е. внешняя работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы.

Используя выражение 50.1 и 51.4 для произвольной массы газа перепишем уравнение 53.1

pdV = m/M CvdT

53.2

Продифференцировав уравнение состояния для идеального газа pV = m/M RT, получим

pdV + Vdp = m/M R dT

53.3

Исключим из 53.2 и 53.3 температуру Т:

(pdV + Vdp) / pdV = - R/Cv = - Cp - Cv / Cv

Разделив переменные и учитывая, что Cp/Cv = , получим

dp/p = - dV/V

Интегрируя это уравнение в пределах от p1 до p2 и соответственно от V1 до V2, а затем потенцируя, получим

р2/р1 = (V1/V2) или р1 V1 = p2 V2

Так как состояния 1 и2 выбраны произвольно, то можно записать

pV = const

53.4

Полученное выражение есть уравнение газового состояния при адиабатическом процессе, называемое так же уравнением Пуассона.

Для перехода к переменным Т, V или р, Т исключим из 53.4 с помощью уравнения Клайперона-Менделеева (pV = m/M RT) соответственно давление или объем:

TV - 1 = const

53.5

T  р  - 1 = const

53.6

Выражения 53.4-55.6 представляют собой уравнения адиабатического процесса. В этих уравнениях безразмерная величина

= Сp / Cv = cp / cv = ( i + 2) / i  53.7

является коэффициентом Пуассона.

Диаграмма адиабатического процесса (адиабата) в координатах p,V изображается гиперболой (рис.51). На рисунке видно, что адиабата (pV = const) более крута, чем изотерма (pV = const). Это объясняется тем, что при адиабатическом сжатии 1-3 увеличение давления газа обусловлено не только уменьшением его объема, как при изотермическом сжатии, но и повышением температуры.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22104. Методы абстрактного синтеза 40 KB
  Задача абстрактного синтеза заключается в составлении таблиц переходов и выходов автоматов по заданным условиям его функционирования представленным в форме регулярных выражений. Построенный по этим таблицам автомат обычно содержит лишние внутренние состояния. На втором этапе производится минимизация количества внутренних состояний заданного автомата. Синтезируемый автомат может быть задан либо как автомат Мура либо как автомат Мили.
22105. Общие правила подчинения мест регулярного выражения 54.5 KB
  Определим вначале внутренние состояния в которые переходит автомат из состояния 0 при подаче на его вход сигнала x1. Следовательно автомат из состояния 0 под действием сигнала x1 переходит в состояние 2. Аналогично сигнал x2 переводит автомат из состояния 0 в состояние 1 т. Отсюда получаем следующую отмеченную таблицу переходов: yg e e e e e e y1 e y2 xj ai 0 1 2 3 4 5 6 7 8 x1 2 2 4 2 6 2 7 7 2 x2 1 1 3 1 5 1 8 8 1 yg E e e y1 e y2 xj ai A0 a1 a2 a3 a4 a5 x1 A1 a2 a3 a4 a4 a1 x2 A0 a0 a0 a5 a5 a0 Из построенной таблицы видно что из...
22107. Структурный синтез конечных автоматов 28 KB
  По таблице переходов автомата определяют к каким группам принадлежат внутренние состояния в которые автомат из данного состояния под воздействием каждой буквы входного алфавита. Эти состояния запишем в виде последовательности букв под каждым из состояний автомата. Например из состояния 0 автомат переходит в состояния 2 3 и 1 которые принадлежат соответственно к следующим группам a b и a. Проводят новое разделение внутренних состояний на группы объединяя в каждой группе состояния отмеченные одинаковой последовательностью букв.
22108. Элементарные автоматы 30.5 KB
  Таблица переходов Т триггера имеет вид: yg 0 1 xj ai 0 1 T=0 0 1 T=1 1 0 Из таблицы переходов видно что Ттриггер обладает полной системой переходов и выходов поскольку для каждой пары состояний 00 01 10 11 имеется входной сигнал обеспечивающий переход из одного состояния в другое. На практике более удобно вместо отмеченных таблиц переходов пользоваться так называемыми матрицами переходов элементарных автоматов. Матрица переходов определяет значения сигналов на входах элементарного автомата обеспечивающие каждый их четырех...
22109. D-триггер(триггер задержки) 28.5 KB
  Название Dтриггера происходит от слова €œdelay€ задержка. Из определения следует что состояние триггера в момент времени t1 повторяет значение входного сигнала Dt в момент времени t отсюда и название триггера задержки. Матрица переходов для Dтриггера: D Qt Qt1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 Обозначения асинхронного и синхронного Dтриггеров. Матрица переходов RS триггера имеет вид.
22110. J-K триггер (универсальный триггер) 24 KB
  Триггером JK типа называют автомат Мура с двумя устойчивыми состояниями и двумя входами J и K который при условии J K = 1 осуществляет инверсию предыдущего состояния т. при J K = 1 Qt1 = Qt а в остальных случаях функционируют в соответствии с таблицей истинности RS триггера при этом вход J эквивалентен входу S а вход K входу R. Этот триггер уже не имеет запрещенной комбинации входных сигналов и его таблица истинности т.
22111. Структурная схема конечного автомата 26.5 KB
  Комбинационная схема строится из логических элементов образующих функционально полную систему а память на элементарных автоматах обладающих полной системой переходов и выходов. Каждое состояние абстрактного автомата ai i=0n кодируется в структурных автоматах набором состояний элементов памяти Q2 R=1R. Здесь Q состояние автомата а ai = {0 1} Как и прежде Q Общее число необходимых элементов памяти можно определить из следующего неравенства 2R n 1.
22112. Табличный метод структурного синтеза конечных автоматов 75.5 KB
  На этапе структурного синтеза выбираем также способ кодирования состояний и выходных сигналов заданного автомата через состояния и выходные сигналы элементарных автоматов в результате чего составляют кодированные таблицы переходов и выходов. Функции возбуждения элементарных автоматов и функции выходов получаются на основе кодированной таблицы переходов и выходов. Рассмотрим примеры синтеза которые позволяют сформулировать общий алгоритм структурного синтеза конечных автоматов.