Przemiana adiabatyczna
Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

  Strona główna    Ruch    Siły    Energia    Prąd   Atom 

Co wpisać do wyszukiwarki?
przemiana adiabatyczna, równanie stanu gazu doskonałego, równanie Clapeyrona

'

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego


Przemiana adiabatyczna

Spisy zadań

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Gaz doskonały dwuatomowy został poddany przemianie adiabatycznej, w wyniku której nastąpiła zmiana wszystkich parametrów gazu. Znamy parametry początkowe i ciśnienie końcowe (po przemianie).

Wyznaczyc pozostałe parametry gazu (objętość i temperaturę).

Spis treści strony

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Gaz doskonały dwuatomowy został poddany przemianie adiabatycznej, w wyniku której nastąpiła zmiana wszystkich parametrów gazu. Znamy parametry początkowe i ciśnienie końcowe (po przemianie).

Wyznaczyc pozostałe parametry gazu (objętość i temperaturę).

W przemianie adiabatycznej nie ma wymiany ciepła z otoczeniem.

Rozpatrzymy przemianę adiabatyczną gazu o cząsteczce dwuatomowej. Jest to pewna modyfikacja modelu gazu doskonałego.

W pierwotnym modelu gazu doskonałego zakładamy brak struktury wewnętrzej cząsteczki - cząsteczki są kuleczkami o bardzo małych rozmiarach. Kuleczki te są idealnie sprężyste. Cząsteczki gazu jednoatomowego wykonują więc tylko ruch postępowy - nie ma tam obrotów. W ruchu postępowym cząsteczki można wyróżnić trzy niezależnie kierunki - trzy stopnie swobody.

Wprowadzenie cząsteczki dwuatomowej jest orzybliżeniem bliższym gazom rzeczywistym. Tylko gazy szlachetne występują w postaci cząsteczek jednoatomowych. W zwykłych warunkach gazy takie jak wodór, tlen, azot, chlor i inne nieszlachetne będące pierwiastkami chemicznymi występują w postaci cząsteczek dwuatomowych

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

W cząsteczkach dwuatomowych oprócz ruchu postępowego musimy uwzględnić obroty cząsteczki wokół dwóch osi. Osie te są prostopadłe do prostej łączącej środko atomów tworzących cząsteczkę.

Mówimy, że cząsteczki dwuatomowe mają pięć stopni swobody - trzy stopnie swobody przypadają na ruch postępowy i dwa stopnie swobody przypadają na ruch obrotowy.

Energia jednej cząsteczki składa się więc z energii ruchu postępowiego i energii ruchu obrotowego. Średnio na jeden stopień swobody przypada taka sama energia.

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego opisana jest równaniem w którym iloczyn ciśnienia gazu (występuje w pierwszej potędze) i objętości podniesionej do potęgi kappa jest stały.



Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Wykładnik potęgi - kappa - jest ilorazem ciepła molowego gazu w przemianie izobarycznej przez ciepło molowe gazu w przemianie izochorycznej.

Współczynnik adiabaty - kappa - jest zawsze większy od jedności.

Dla gazów doskonałych jednoatomowych kappa przyjmuje wartość 5/3,
dla gazów doskonałych dwuatomowych kappa przyjmuje wartość 7/5,
a dla gazów o cząsteczce zbudowanej z trzech i więcej atomów współczynnik kappa jest równy 4/3.

Dla wyznaczenia temperatury gazu po przemianie adiabatycznej trzeba zastosować równanie stanu gazu doskonałego lub równanie Clapeyrona.

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Dla wyznaczenia jednego z parametrów stanu gazu doskonałego o stałej masie musimy znać dwa pozostałe. W równaniu adiabaty związane są ścisłe ze sobą dwa parametry. Znając więc stan początkowy gazu i jedną z wielkości występujących w równaniu adiabaty możemy określić drugą.

Znając więc nowe ciśnienie w przemianie adiabatycznej możemy obliczyć temperaturę w tym stanie.

Podobnie znając objętość gazu po przemianie adiabatycznej możemy określić nowe ciśnienie i nową temperaturę.

Przemiana adiabatyczna jest przemianą, w której zmieniają się wszystkie trzy parametry stanu gazu.

Przemiana adiabatyczna wymaga zastosowania zbiornika o ściankach nie przewodzących ciepła. Uzyskanie takiego urządzenia jest możliwe tylko w pewnym przybliżeniu. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie własności przemiany adiabatycznej - zachodzi ona bardzo szybko.

Dobrym przybliżeniem adiabatycznej przemiany jest rozprężanie się gazów - spalin w silnikach spalinowych samochodów, samolotów oraz rozprężanie się dwutlenku węgla z gaśnicy śniegowej.

Temperaturę gazu w przemianie adiabatycznej możemy wyrazić za pomocą zależności (wzorów) zawierających ciśnienie w obu stanach i temperaturę w stanie wyjściowym oraz stałą kappa. Do obliczeń liczbowych wzory te są bardzo złożone. Warto wykorzystać wtedy kalkulator naukowy lub arkusz kalkulacyjny.

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Okazuje się, że do obliczeń nie jest konieczna znajomość ciśnienia w wartościach bezwzględnych - wystarczy informacja o tym jak zmieniło się ciśnienie - ile razy wzrosło lub zmalało oraz znajomość temperatury gazu w stanie wyjściowym

Ze wzoru na temperaturę gazu po przemianie adiabatycznej wynika, że wzrost temperatury związany jest ze wzrostem ciśnienia gazu, a zmniejszenie się ciśnienia gazu w wyniku przemiany adiabatycznej oznacza spadek temperatury.

Wzrost objętości gazu w przemianie adiabatycznej prowadzi do obniżenia temperatury gazu.

ATOM, Mechanika, OPTYKA, grawitacja, ElektrostatykaMagnetyzmPrąd elektryczny, Energia, Szybkość ruchuKinematyka, RUCH PO OKRĘGU, Dynamika, Elektromagnetyzm,     ATOM, Mechanika, OPTYKA, grawitacja, ElektrostatykaMagnetyzmPrąd elektryczny, Energia, Szybkość ruchu, Kinematyka, RUCH PO OKRĘGU, Dynamika, Elektromagnetyzm,  

Potrzebujesz pomocy z historii starożytnej?

Oto kilka przydatnych linków

  • Starożytny Rzym
  • Ancient Rome - po angielsku
  • Starożytny Egipt
  • Starożytna Grecja
  • Ancient Greece - po angielsku

    Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

    Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

    Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

    Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

    Przykłady obliczania siły dośrodkowej

    Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

    Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

    Obliczenie masy Słońca

    Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

    Pierwsza prędkość kosmiczna

    Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

    Rozwiązane zadania z kinematyki

      2014-09-22/3


  • Co wpisać do wyszukiwarki?
    zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

    Twoja wyszukiwarka

    Pomoc z matematyki

    Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


    Pomoc z historii

    Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?


    kontakt