Հոդված ջերմադինամիկայի առաջին օրենքի կիրառման մասին մի քանի ջերմադինամիկական պրոցեսների համար
Նախկինում մենք քննարկել ենք ջերմադինամիկայի առաջին օրենքը և վերլուծել համակարգի կատարած աշխատանքը : Այս անգամ մենք կքննարկենք ջերմադինամիկայի առաջին օրենքի որոշ կիրառություններ չորս ջերմադինամիկ պրոցեսներում: Այս չորս պրոցեսներն են՝ իզոթերմ, իզոքորիկ, իզոբար և ադիաբատիկ: Այս տերմինները ծագում են հունարենից:
Իզոթերմային պրոցես (հաստատուն ջերմաստիճան)
Նախ, եկեք վերանայենք թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի կիրառումը իզոթերմ պրոցեսի վրա։ Իզոթերմ պրոցեսում համակարգի ջերմաստիճանը պահպանվում է հաստատուն։ Տեսականորեն մեր կողմից վերլուծվող համակարգը իդեալական գազ է։ Իդեալական գազի ջերմաստիճանը ուղիղ համեմատական է իդեալական գազի ներքին էներգիային (U = 3/2 nRT)։ Քանի որ T-ն մնում է հաստատուն, U-ն նույնպես մնում է հաստատուն։ Հետևաբար, երբ կիրառվում է իզոթերմ պրոցեսի վրա, թերմոդինամիկայի առաջին օրենքի հավասարումը դառնում է հետևյալը.
Այս արդյունքներից կարելի է եզրակացնել, որ իզոթերմ պրոցեսում (հաստատուն ջերմաստիճան) համակարգին ավելացված ջերմությունը (Q) օգտագործվում է համակարգի կողմից աշխատանք կատարելու համար (W):
Իզոթերմ պրոցեսում համակարգի ճնշման և ծավալի փոփոխությունները պատկերված են ստորև բերված գրաֆիկում։
Սկզբնապես համակարգի ծավալը = V1 (փոքր ծավալ) և համակարգի ճնշում = P1 (բարձր ճնշում): Համակարգի ջերմաստիճանը հաստատուն պահելու համար, համակարգին ջերմություն հաղորդելուց հետո, համակարգը ընդարձակվում է և աշխատանք է կատարում շրջակա միջավայրի վրա: Շրջակա միջավայրի վրա աշխատանք կատարելուց հետո, համակարգի ծավալը փոխվում է V-ի:2 (համակարգի ծավալը մեծանում է) և համակարգի ճնշումը փոխվում է մինչև P2 (համակարգի ճնշումը նվազում է): Գրաֆիկը կոր է, քանի որ համակարգի ճնշումը գործընթացի ընթացքում պարբերաբար չի փոխվում: Համակարգի կատարած աշխատանքի քանակը = ստվերավորված մակերեսը:
Ադիաբատիկ պրոցես
Ադիաբատիկ պրոցեսում համակարգին ջերմություն չի ավելանում կամ դուրս չի գալիս (Q = 0): Ադիաբատիկ պրոցեսները կարող են տեղի ունենալ փակ, լավ մեկուսացված համակարգերում: Լավ մեկուսացված փակ համակարգի դեպքում սովորաբար ջերմություն չի հոսում կամ դուրս է գալիս համակարգից ըստ ցանկության: Ադիաբատիկ պրոցեսները կարող են տեղի ունենալ նաև փակ, ոչ մեկուսացված համակարգերում:
Այս դեպքում գործընթացը պետք է շատ արագ իրականացվի, որպեսզի ջերմությունը ժամանակ չունենա համակարգ մտնելու կամ համակարգից դուրս գալու համար։ Ադիաբատիկ պրոցեսի վրա կիրառելիս ջերմոդինամիկայի առաջին օրենքի հավասարումը փոխվում է հետևյալ տեսքի՝
Եթե համակարգը արագ սեղմվում է (համակարգի վրա աշխատանք է կատարվում), ապա աշխատանքը բացասական է։ Քանի որ W-ն բացասական է, ապա U-ն դրական է (համակարգի էներգիան մեծանում է)։ Հակառակը, եթե համակարգը արագ ընդարձակվում կամ լայնանում է (համակարգը աշխատանք է կատարում), ապա W-ն դրական է։ Քանի որ W-ն դրական է, ապա U-ն բացասական է (համակարգի էներգիան նվազում է)։ Համակարգի (իդեալական գազի) էներգիան ուղիղ համեմատական է ջերմաստիճանին (U = 3/2 nRT), հետևաբար, եթե համակարգի էներգիան մեծանում է, ապա համակարգի ջերմաստիճանը նույնպես մեծանում է։ Հակառակը, եթե համակարգի էներգիան նվազում է, ապա համակարգի ջերմաստիճանը նվազում է։
Ադիաբատիկ պրոցեսում համակարգի ճնշման և ծավալի փոփոխությունները պատկերված են ստորև բերված գրաֆիկում։
Եթե համակարգը արագ սեղմվում է (համակարգի վրա աշխատանք է կատարվում), ապա աշխատանքը բացասական է։ Քանի որ W-ն բացասական է, ապա U-ն դրական է (համակարգի էներգիան մեծանում է)։ Հակառակը, եթե համակարգը արագ ընդարձակվում կամ լայնանում է (համակարգը աշխատանք է կատարում), ապա W-ն դրական է։ Քանի որ W-ն դրական է, ապա U-ն բացասական է (համակարգի էներգիան նվազում է)։ Համակարգի (իդեալական գազի) էներգիան ուղիղ համեմատական է ջերմաստիճանին (U = 3/2 nRT), հետևաբար, եթե համակարգի էներգիան մեծանում է, ապա համակարգի ջերմաստիճանը նույնպես մեծանում է։ Հակառակը, եթե համակարգի էներգիան նվազում է, ապա համակարգի ջերմաստիճանը նվազում է։
Ադիաբատիկ պրոցեսում համակարգի ճնշման և ծավալի փոփոխությունները պատկերված են ստորև բերված գրաֆիկում։
Այս գրաֆիկի ադիաբատիկ կորը (կորեր 1-2) ավելի զառիթափ է, քան իզոթերմ կորը (կորեր 1-3): Այս զառիթափության տարբերությունը ցույց է տալիս, որ ծավալի նույն աճի դեպքում համակարգի ճնշումը ադիաբատիկ պրոցեսում ավելի շատ է նվազում, քան իզոթերմ պրոցեսում: Համակարգի ճնշումը ադիաբատիկ պրոցեսում ավելի շատ է նվազում, քանի որ երբ տեղի է ունենում ադիաբատիկ ընդարձակում, համակարգի ջերմաստիճանը նույնպես նվազում է: Ջերմաստիճանը ուղիղ համեմատական է ճնշմանը, հետևաբար, եթե համակարգի ջերմաստիճանը նվազում է, համակարգի ճնշումը նույնպես նվազում է: Հակառակը, իզոթերմ պրոցեսում համակարգի ջերմաստիճանը մնում է անփոփոխ: Հետևաբար, իզոթերմ պրոցեսում ջերմաստիճանը չի ազդում ճնշման նվազման վրա:
Ադիաբատիկ սեղմմանը մոտեցող գործընթացի մեկ օրինակ տեղի է ունենում ներքին այրման շարժիչներում, ինչպիսիք են դիզելային և բենզինային շարժիչները: Դիզելային շարժիչում օդը ներծծվում է գլանի մեջ և արագ սեղմվում մխոցի միջոցով (աշխատանք է կատարվում օդի վրա): Ադիաբատիկ սեղմման գործընթացը (համակարգի ծավալի նվազում) պատկերված է 2-1 կորով: Քանի որ օդը արագ սեղմվում է ադիաբատիկորեն, օդի ջերմաստիճանը արագ բարձրանում է: Միաժամանակ, դիզելային վառելիքը ցողվում է գլանի մեջ ներարկիչի միջոցով, և խառնուրդը անմիջապես բռնկվում է (տեղի է ունենում այրում): Բենզինային շարժիչում օդ-բենզին խառնուրդը ներծծվում է գլանի մեջ և արագ սեղմվում մխոցի միջոցով: Քանի որ սեղմումը արագ ադիաբատիկ է, դրա ջերմաստիճանը արագ բարձրանում է: Միաժամանակ, կայծային մոմը կայծ է առաջացնում, ինչը հանգեցնում է այրման:
Իզոքորիկ պրոցես (հաստատուն ծավալ)
Իզոքորիկ պրոցեսում համակարգի ծավալը պահպանվում է հաստատուն։ Քանի որ համակարգի ծավալը մնում է հաստատուն, համակարգը չի կարող աշխատանք կատարել շրջակա միջավայրի վրա։ Նմանապես, շրջակա միջավայրը չի կարող աշխատանք կատարել համակարգի վրա։ Երբ կիրառվում է իզոքորիկ պրոցեսի վրա, ջերմոդինամիկայի առաջին օրենքի հավասարումը դառնում է հետևյալը.
Այս արդյունքներից կարող ենք եզրակացնել, որ իզոքորիկ պրոցեսում (հաստատուն ծավալ) համակարգին ավելացված ջերմությունը (Q) օգտագործվում է համակարգի ներքին էներգիան մեծացնելու համար։
Իզոքորիկ պրոցեսում համակարգի ճնշման և ծավալի փոփոխությունները պատկերված են ստորև բերված գրաֆիկում։
Սկզբում համակարգի ճնշումը = p 1 (ցածր ճնշում): Համակարգին ջերմության ավելացումը հանգեցնում է համակարգի ներքին էներգիայի աճի: Քանի որ համակարգի ներքին էներգիան մեծանում է, համակարգի ջերմաստիճանը (իդեալական գազ) մեծանում է (U = 3/2 nRT): Ջերմաստիճանը ուղիղ համեմատական է ճնշմանը: Հետևաբար, եթե համակարգի ջերմաստիճանը մեծանում է, համակարգի ճնշումը մեծանում է (p 2 ): Քանի որ համակարգի ծավալը հաստատուն է, աշխատանք չի կատարվում (ստվերված մակերես չկա):
Ինչպես արդեն նշվեց, իզոքորիկ պրոցեսում համակարգը չի կարող աշխատանք կատարել շրջակա միջավայրի վրա։ Նմանապես, շրջակա միջավայրը չի կարող աշխատանք կատարել համակարգի վրա։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ իզոքորիկ պրոցեսում համակարգի ծավալը մնում է անփոփոխ, ինչը նշանակում է, որ այն չի փոխվում։ Աշխատանքի որոշակի տեսակներ չեն ենթադրում ծավալի փոփոխություններ։ Հետևաբար, նույնիսկ եթե համակարգի ծավալը մնում է անփոփոխ, համակարգի վրա դեռ կարող է աշխատանք կատարվել։ Օրինակ, օդափոխիչը և մարտկոցը գտնվում են փակ տարայի մեջ։ Օդափոխիչը կարող է պտտվել՝ օգտագործելով մարտկոցի մատակարարած էներգիան։ Այս դեպքում տարայի ներսում գտնվող օդափոխիչը, մարտկոցը և օդը համարվում են համակարգ։
Երբ օդափոխիչը պտտվում է, այն աշխատանք է կատարում տարայի մեջ գտնվող օդի վրա։ Միևնույն ժամանակ, օդափոխիչի կինետիկ էներգիան օդում փոխակերպվում է էներգիայի։ Մարտկոցի էլեկտրական էներգիան բնականաբար նվազում է, քանի որ այն օդում փոխակերպվել է էներգիայի։ Այս օրինակը ցույց է տալիս, որ իզոքորիկ պրոցեսում (հաստատուն ծավալ) համակարգի վրա դեռ կարող է աշխատանք կատարվել (աշխատանք, որը չի ենթադրում ծավալի փոփոխություն)։
Իզոբարային պրոցես (հաստատուն ճնշում)
Իզոբար պրոցեսում համակարգի ճնշումը պահպանվում է հաստատուն։ Քանի որ հաստատունը ճնշումն է, ներքին էներգիայի (դելտա U), ջերմության (Q) և աշխատանքի (W) փոփոխությունները իզոբար պրոցեսում երբեք զրո չեն լինում։ Այսպիսով, ջերմադինամիկայի առաջին օրենքը մնում է անփոփոխ։
ΔU = Q - W
Իզոբարային պրոցեսում գազի ճնշման և ծավալի փոփոխությունները պատկերված են ստորև բերված գրաֆիկում։
Սկզբում համակարգի ծավալը = V1 ( փոքր ծավալ): Քանի որ ճնշումը պահպանվում է հաստատուն, համակարգին ջերմություն հաղորդելուց հետո համակարգը ընդարձակվում է և աշխատանք է կատարում միջավայրի վրա: Շրջակա միջավայրի վրա աշխատանք կատարելուց հետո համակարգի ծավալը փոխվում է V2-ի (համակարգի ծավալը մեծանում է): Համակարգի կատարած աշխատանքի քանակը (W) = ստվերագծված տարածքը:
Օրինակ հարց 1:
Ստորև բերված երկու դիագրամների 1-2 կորերը ցույց են տալիս գազի ընդարձակումը (գազի ծավալի աճը), որը տեղի է ունենում ադիաբատիկ և իզոթերմիկ եղանակով։ Ո՞ր պրոցեսում է գազի կատարած աշխատանքը փոքր։
Ադիաբատիկ պրոցեսում գազի կատարած աշխատանքը փոքր է իզոթերմ պրոցեսում գազի կատարած աշխատանքից։ Ստվերավորված մակերեսը = գազի կատարած աշխատանքն է ընդարձակման պրոցեսի (գազի ծավալի մեծացման) ընթացքում։ Ադիաբատիկ պրոցեսում ստվերավորված մակերեսը փոքր է իզոթերմ պրոցեսում ստվերավորված մակերեսից։
Օրինակ հարց 2:
Ստորև բերված դիագրամում ներկայացված է մի շարք թերմոդինամիկ պրոցեսներ: a-b և d-c կորերը = իզոքորիկ պրոցեսներ (հաստատուն ծավալ): b-c և a-d կորերը = իզոբարիկ պրոցեսներ (հաստատուն ճնշում): a-b պրոցեսում համակարգին ավելացվում է 600 Ջոուլ ջերմություն (Q): b-c պրոցեսում համակարգին ավելացվում է 800 Ջոուլ ջերմություն (Q): Որոշեք՝
ա) Ներքին էներգիայի փոփոխություններ a-b պրոցեսներում
բ) Ներքին էներգիայի փոփոխություններ a-b-c պրոցեսում
գ) փոփոխական-հաստատուն-փոխարկային պրոցեսում ավելացված ընդհանուր ջերմությունը
P 1 = 2 x 10 5 Պա = 2 x 10 5 Ն/մ 2
P2 = 4 x 105 Պա = 4 x 105 Ն / մ 2
V 1 = 2 լիտր = 2 դմ 3 = 2 x 10-3 մ 3
V 2 = 4 լիտր = 2 դմ 3 = 4 x 10 -3 մ 3
Քննարկում
ա) Ներքին էներգիայի փոփոխություններ a-b պրոցեսներում
a-b պրոցեսում համակարգին ավելացվում է 600 Ջ ջերմություն։ a-b պրոցեսը իզոքորիկ պրոցես է (հաստատուն ծավալ)։ Իզոքորիկ պրոցեսում համակարգին ջերմության ավելացումը միայն մեծացնում է համակարգի ներքին էներգիան։ Այսպիսով, ջերմային ներդրումը ստանալուց հետո համակարգի ներքին էներգիայի փոփոխությունը կազմում է.
ΔU = Q
ΔU = 600 Ջ
բ) Ներքին էներգիայի փոփոխություններ a-b-c պրոցեսում
Պրոցես a-b = իզոքորիկ պրոցես (հաստատուն ծավալ): a-b պրոցեսում ավելացվում է 600 Ջ ջերմություն:
համակարգին։ Քանի որ ծավալը հաստատուն է, համակարգը աշխատանք չի կատարում։
Պրոցես b-c = իզոբար պրոցես (հաստատուն ճնշում): b-c պրոցեսում համակարգին ավելացվում է 800 Ջոուլ ջերմություն (Q): Իզոբար պրոցեսում համակարգը կարող է աշխատանք կատարել: b-c պրոցեսում (իզոբար պրոցես) համակարգի կատարած աշխատանքի քանակը կազմում է.
W = P (V2 - V1 ) - հաստատուն ճնշում
W = P2 ( V2 - V1 )
W = 4 x 10 5 Ն/մ² ( 4 x 10-3 մ² - 2 x 10-3 մ² )
W = 4 x 10 5 Ն/մ² ( 2 x 10 ‐3 մ² )
W = 8 x 10 2 Ջոուլ
W = 800 Ջոուլ
A-b-c պրոցեսում համակարգին ավելացված ընդհանուր ջերմությունը կազմում է.
Q ընդհանուր = Q ab + Q bc
Q ընդհանուր = 600 Ջ + 800 Ջ
Q ընդհանուր = 1400 Ջոուլ
a-b-c պրոցեսում համակարգի կատարած ընդհանուր աշխատանքը հետևյալն է՝
W ընդհանուր = W ab + W bc
W ընդհանուր = 0 + W bc
W ընդհանուր = 0 + 800 Ջոուլ
W ընդհանուր = 800 Ջոուլ
a-b-c պրոցեսում համակարգում էներգիայի փոփոխությունը հետևյալն է.
ΔU = Q - W
ΔU = 1400 Ջ − 800 Ջ
ΔU = 600 Ջ
Ներքին էներգիայի փոփոխությունը a-b-c = 600 Ջ պրոցեսում
գ) փոփոխական-հաստատուն-փոխարկային պրոցեսում ավելացված ընդհանուր ջերմությունը
Համակարգին ավելացված ընդհանուր ջերմությունը կարելի է գտնել հետևյալ հավասարման միջոցով.
ΔU = Q - W
Q = ΔU + W
Ա-հաստատուն հոսանքի պրոցեսում ավելացված ընդհանուր ջերմությունը = ա-հաստատուն հոսանքի պրոցեսի ներքին էներգիայի փոփոխությունը + ա-հաստատուն հոսանքի պրոցեսում կատարված ընդհանուր աշխատանքը։
Ջերմությունն ու աշխատանքը ներգրավված են համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև էներգիայի փոխանցման մեջ, մինչդեռ ներքին էներգիայի փոփոխությունները առաջանում են համակարգի և շրջակա միջավայրի միջև էներգիայի փոխանցման հետևանքով։ Հետևաբար, ներքին էներգիայի փոփոխությունները անկախ են էներգիայի փոխանցման գործընթացից։ Եվ հակառակը, ջերմությունն ու աշխատանքը մեծապես կախված են գործընթացից։ Իզոքորիկ պրոցեսում (հաստատուն ծավալ) էներգիայի փոխանցումը տեղի է ունենում միայն ջերմության տեսքով, բայց ոչ աշխատանքի։ Իզոբարիկ պրոցեսում (հաստատուն ճնշում) էներգիայի փոխանցումը ներառում է և՛ ջերմություն, և՛ աշխատանք։ Չնայած պրոցեսից անկախ լինելուն, ներքին էներգիայի փոփոխությունները կախված են համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակներից։ Եթե սկզբնական և վերջնական վիճակները նույնն են, ներքին էներգիայի փոփոխությունը միշտ նույնը կլինի, նույնիսկ եթե ներգրավված պրոցեսները տարբեր են։
Վերևում պատկերված գրաֆիկում a-b-c պրոցեսի սկզբնական և վերջնական վիճակը = a-d-c պրոցեսի սկզբնական և վերջնական վիճակն է։ Այսպիսով, a-d-c պրոցեսի ներքին էներգիայի փոփոխությունը = 600 Ջ է։
A-d-c պրոցեսում կատարված ընդհանուր աշխատանքը (W) = W a-d պրոցեսում + W d-c պրոցեսում։
a-d պրոցեսը իզոբար պրոցես է (հաստատուն ճնշում), մինչդեռ d-c պրոցեսը՝ իզոքորիկ պրոցես (հաստատուն ծավալ): Քանի որ ծավալը հաստատուն է, d-c պրոցեսում աշխատանք չի կատարվում: Նախ, մենք հաշվարկում ենք a-d պրոցեսում կատարված աշխատանքը:
W ad = P ( V2 - V1 )
W ad = P1 ( V2 - V1 )
W ad = 2 x 10 5 Ն /մ² ( 4 x 10-3 մ² - 2 x 10-3 մ² )
W ad = 2 x 10 5 Ն /մ² ( 2 x 10 ‐3 մ² )
W ad = 4 x 10 2 Ջոուլ
W ad = 400 Ջոուլ
W ընդհանուր = W a-d պրոցեսում + W d-c պրոցեսում
W ընդհանուր = 400 Ջոուլ + 0
W ընդհանուր = 400 Ջոուլ
Այսպիսով, փոփոխական-հաստատուն-գազային պրոցեսին ավելացվող ջերմության քանակը կազմում է.
Q = ΔU + W
Q = 600 Ջ + 400 Ջ
Q = 1000 Ջ
Օրինակ հարց 3:
1 լիտր ջուրը 1 մթնոլորտային ճնշման տակ եռացնելիս վերածվում է 1671 լիտր գոլորշու։ Որոշեք ներքին էներգիայի փոփոխությունը և ջրի կատարած աշխատանքի քանակը գոլորշիացման ժամանակ… (Ջրի գոլորշիացման ջերմությունը = L V = 22,6 x 10 5 Ջ/կգ)
Քննարկում
Ջրի խտությունը = 1000 կգ/ մ³
Լ Վ = 22,6 x 10 5 Ջ/կգ
P = 1 մթնոլորտ = 1,013 x 10 5 Պա = 1,013 x 10 5 Ն/ մ²
V 1 = 1 լիտր = 1 դմ 3 = 1 x 10-3 մ 3 (Ջրի ծավալ)
V 2 = 1671 լիտր = 1671 դմ 3 = 1671 x 10-3 մ 3 ( Գոլորշու ծավալ)
ա) Ներքին էներգիայի փոփոխություններ
Ներքին էներգիայի փոփոխություն = Ջրին ավելացված ջերմություն – Ջրի կատարած աշխատանքը գոլորշիացման ժամանակ։ Նախ, եկեք հաշվարկենք ջրին ավելացված ջերմությունը (Q)...
Q = մլ V
Ջրի զանգվածը (մ)՞
Ջրի խտություն = ջրի զանգված / ջրի ծավալ
Ջրի զանգվածը (մ²) = (ջրի խտությունը) (ջրի ծավալը)
Ջրի զանգվածը (մ) = (1000 կգ/մ 3 )(1 x 10 ‐3 մ 3 )
Ջրի զանգվածը (մ) = (1000 կգ/մ 3 )(0,001 մ 3 )
Ջրի զանգվածը (մ²) = 1 կգ
Q = (1 կգ)(22,6 x 10 5 Ջ/կգ)
Q = 22,6 x 10 5 Ջ
Հաշվարկեք ջրի կատարած աշխատանքը (Վտ), երբ այն գոլորշիանում է։ Ջրի եռումը տեղի է ունենում հաստատուն ճնշման տակ (իզոբարային պրոցես)։
W = p ( V2 – V1 )
W = 1,013 x 10 5 Ն/մ² ( 1671 x 10-3 մ² – 1 x 10-3 մ² )
W = 1,013 x 10 5 Ն /մ² ( 1670 x 10 ‐3 մ² )
W = 1691,71 x 10 2 Ջոուլ
W = 1,7 x 10 5 Ջոուլ
Ջրի էներգիայի փոփոխությունները.
ΔU = Q - W
ΔU = 22,6 x 10 5 J − 1 .7 x 10 5 J
ΔU = 20,9 x 10 5 Ջ
ΔU = 21 x 10 5 Ջ
Ջրին ավելացված 21 x 10 5 Ջ ջերմությունն օգտագործվում է նրա ներքին էներգիան մեծացնելու համար (հաղթահարելով ջուրը հեղուկ վիճակում պահող մոլեկուլների միջև ձգողական ուժերը): Այլ կերպ ասած, 21 x 10 5 Ջ-ն օգտագործվում է ջուրը գոլորշու վերածելու համար: Երբ ջուրը գոլորշու է վերածվում, մնացած 1,7 x 10 5 Ջ-ն օգտագործվում է աշխատանք կատարելու համար:
Օրինակ հարց 4:
Գլանի մեջ գտնվող գազի 1 մոլը արագորեն ընդարձակվում է ադիաբատիկորեն։ Գազի սկզբնական ջերմաստիճանը 1000 Կ է։ Ընդլայնվելուց հետո գազի ջերմաստիճանը նվազում է մինչև 500 Կ։ Որոշեք գազի կատարած աշխատանքը... Քննարկում
Գազի ընդարձակումը տեղի է ունենում ադիաբատիկ եղանակով։ Ադիաբատիկ պրոցեսում համակարգից ջերմություն չի մտնում կամ դուրս չի գալիս։ Հետևաբար, գազի կատարած աշխատանքը = գազի ներքին էներգիայի փոփոխությունն է։ Մաթեմատիկորեն սա գրվում է հետևյալ կերպ.
ΔU = Q − W կամ W = Q − Δ U → Q = 0
W = 0 − ΔU
W = − ΔU
Գազի ներքին էներգիայի փոփոխությունը կարող ենք հաշվարկել իդեալական գազի ներքին էներգիայի հավասարման միջոցով՝
ΔU = U վերջ – U սկիզբ
ΔU = 3/2 nR (վերջնական T – սկզբնական T)
ΔU = 3/2 (1 մոլ) (8,315 Ջ/մոլ Կ) (500 Կ – 1000 Կ)
ΔU = 3/2 (1 մոլ) (8,315 Ջ/մոլ.Կ) (‐500 Կ)
ΔU = -6236,25 Ջ
Հետևաբար, գազի կատարած աշխատանքի քանակը հավասար է.
W = − ΔU
W = − ( − 6236 , 25 Ջ )
W = 6236, 25 Ջ
