الديناميكا الحرارية: تعريف العملية الأدياباتية

في الفيزياء ، عملية أدياباتية هي عملية الديناميكا الحرارية حيث لا يوجد انتقال الحرارة داخل أو خارج النظام ويتم الحصول عليها بشكل عام عن طريق إحاطة النظام بأكمله بعزل قوي المواد أو من خلال تنفيذ العملية بسرعة بحيث لا يوجد وقت لاتخاذ نقل الحرارة كبير مكان.

تطبيق القانون الأول للديناميكا الحرارية لعملية أدياباتية ، نحصل على:

دلتا-منذ دلتا-ش هو التغيير في الطاقة الداخلية و دبليو هو العمل الذي يقوم به النظام ، ما نرى النتائج المحتملة التالية. إن النظام الذي يتوسع في ظل الظروف الحركية ثابتًا يقوم بعمل إيجابي ، لذا فإن الطاقة الداخلية ينخفض ​​، ويعمل النظام الذي ينقبض في ظل الظروف الحركية بشكل سلبي ، وبالتالي تزداد الطاقة الداخلية.

إن ضغطات وضغط التمدد في محرك الاحتراق الداخلي هي عمليات شبه ثابتة - ماذا القليل من عمليات نقل الحرارة خارج النظام تكاد لا تذكر وكل تغير الطاقة تقريبا يذهب إلى تحريك مكبس.

عندما يتم ضغط الغاز من خلال العمليات الحافظة للحرارة ، فإنه يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الغاز من خلال عملية تعرف بالتدفئة الحافظة للحرارة. ومع ذلك ، يؤدي التوسع من خلال العمليات الحافظة للحرارة ضد النابض أو الضغط إلى انخفاض درجة الحرارة من خلال عملية تسمى التبريد الحافظ للحرارة.

يحدث التسخين الأديباتي عندما يتم الضغط على الغاز من خلال العمل الذي يقوم به من خلال محيطه مثل ضغط المكبس في اسطوانة وقود محرك الديزل. يمكن أن يحدث هذا أيضًا بشكل طبيعي مثل عندما تضغط كتل الهواء في الغلاف الجوي للأرض على سطح مثل منحدر على سلسلة الجبال، مما تسبب في ارتفاع درجات الحرارة بسبب العمل المنجز على كتلة الهواء لخفض حجمه ضد كتلة الأرض.

التبريد الأديباتي ، من ناحية أخرى ، يحدث عندما يحدث التوسع في أنظمة معزولة ، مما يجبرهم على العمل في المناطق المحيطة بهم. في مثال تدفق الهواء ، عندما تنخفض ضغط كتلة الهواء هذه بواسطة رفع في تيار الرياح ، يُسمح لحجمه بالانتشار مرة أخرى ، مما يقلل من درجة الحرارة.

على الرغم من أن نظرية العملية الأديباتية تصمد عند ملاحظتها على مدى فترات طويلة من الزمن ، إلا أن المقاييس الزمنية الأصغر تجعل الأديباتية مستحيل في العمليات الميكانيكية - نظرًا لعدم وجود عوازل مثالية للأنظمة المعزولة ، يتم فقدان الحرارة دائمًا عند انتهاء العمل فعله.

بشكل عام ، يُفترض أن العمليات الأديباتية هي تلك التي لا تزال فيها النتيجة الصافية لدرجات الحرارة لا تتأثر ، على الرغم من أن هذا لا يعني بالضرورة أن الحرارة لا تنتقل في جميع أنحاء معالجة. يمكن أن تكشف المقاييس الزمنية الأصغر عن نقل دقيقة للحرارة عبر حدود النظام ، والتي تتوازن في نهاية المطاف على مدار العمل.

عوامل مثل عملية الاهتمام ، ومعدل تبديد الحرارة ، ومقدار العمل المنخفض ، وكمية الحرارة المفقودة من خلال العزل الناقص يمكن أن تؤثر على نتيجة الحرارة النقل في العملية الإجمالية ، ولهذا السبب ، يعتمد الافتراض بأن العملية ثابتة على مراقبة عملية نقل الحرارة ككل بدلاً من أصغر القطع.