Kaj je adiabatno proces?

Za izgradnjo toplotne motor, ki lahko to delo z uporabo toplote, morate ustvariti določene pogoje. Najprej, toplota motor deluje v cikličnem načinu, kjer je število zaporednih termodinamičnih procesov ustvariti zanko. Rezultat plina cikla zaprtega v cilindru s premičnim batom, ne deluje. Ampak ena cikel serije stroj malo, bi bilo ponovitev znova in znova za nekaj časa. Skupno delo v vnaprej določenem času, v resnici, deljeno s časom daje še en pomemben koncept - moč.

V sredini XIX stoletja, so ustvarili prvi toplotni stroji. So dela, vendar preživijo več količino toplote pri zgorevanju goriva. Takrat je teoretični fiziki se sprašuje: "Kako plina delo v toplotni motor? Kako dobiti največ dela z najmanj goriva? "

Za izvedbo analize plinarnah , je morala uvesti celoten sistem definicij in konceptov. Celota vseh določitev in ustvarila celotno raziskovalno območje, imenovano "Engineering Termodinamika". V termodinamike, je bil sprejet z več predpostavk, ne odmika od glavnih sklepov. Orodja za telo - kratkotrajne plin (ne obstajajo v naravi), ki se lahko stisne, da nič prostornine, katerega molekule ne vplivajo. V naravnem okolju obstajajo samo realne pline, ki imajo natančno določene lastnosti razlikoval od idealnega plina.

Če si želite ogledati model dinamike delovne tekočine, je bilo predlagano zakone termodinamike, ki opisujejo osnovne termodinamične procese, kot so:

• izohorna sprememba - proces, ki poteka brez spreminjanja obsega delovne tekočine. Pogoji izohorna sprememba, V = const;
• izobarična proces - proces, ki poteka brez spreminjanja tlaka v delovno tekočino. Pogoji izobarična proces, P = konst;
• izotermičen (izotermno) Postopek - proces, ki se izvede, medtem ko smo vzdrževali temperaturo pri vnaprej določenem nivoju. Pogoji izotermičen proces, T = konst;
• adiabatno proces (adiabatno, tako se imenuje moderni Ogrevalne naprave) - proces, ki se izvaja v prostoru brez izmenjave toplote z okolico. Pogoji adiabatni proces, q = 0;
• politropično Postopek - pravzaprav pomeni postopek, ki opisuje vse termodinamične procese zgoraj omenjenih, kot tudi vse druge možnosti so za izpolnitev v cilindru s premičnim batom.

Med ustvarjanjem prvih toplotnih motorjev iskali cikel, v katerem bi dobili najvišjo učinkovitost (koeficient učinkovitosti). Sadi Carnot, preučuje niz termodinamičnih procesov, na muhavosti šel k razvoju svojega ciklusa, ki se imenuje po njem - v Carnot cikla. To zaporedno izvaja izotermičen, nato adiabatno proces stiskanja. Delovna tekočina po izvajanju teh procesov ima rezervo notranje energije, vendar je cikel še ni končan, tako da je delovna tekočina razširili in opravlja izotermičen proces širitev. Za dokončanje cikla in se vrniti v začetnih delovnih parametrov tekočine, se adiabatno postopek ekspanzije izvede.

Carnot pokazali, da je učinkovitost v ciklu doseže maksimum in je odvisna samo od temperature obeh izoterm. Čim višja je razlika med njimi je ustrezno večja toplotna učinkovitost. Poskusi, da bi ustvarili toplotni motor cikla Carnot in so bili neuspešni. To je idealen cikel, ki ga ni mogoče izvesti. Toda izkazalo glavno načelo drugi zakon termodinamike, o nezmožnosti iskanju zaposlitve, v višini stroškov toplotne energije. več definicij so oblikovani pravo drugi zakon (zakon) termodinamike, v skladu s katerim Rudolf Clausius uvedel pojem entropije. Glavna ugotovitev njegovega raziskovalnega - entropija narašča, kar vodi do toplotne "smrti".

Najpomembnejši dosežek je razumevanje Clausius od adiabatnim procesa pri njenem izvajanju delovnega tekočine entropija ne spremeni. Zato je adiabatno Postopek Clausius - je y = konst. Tu s - je entropija, ki daje še eno ime se postopek izvede brez dovajanje ali odvajanje toplote, - isentropic proces. Znanstveniki iščejo takšne toplotne motor cikla, tam, kjer je bilo povečanje entropije. Ampak, žal, to ni mogel ustvariti. Zato sklepamo, da je toplotni stroj ni mogoče ustvariti na vseh.

Vendar so bili vsi raziskovalci nastavljen tako pesimistični. So iskali dejanskih ciklov za toplotne stroje. Zaradi svojih iskanj Nikolaus Avgust Otto ustvaril svojo toplotni cikel motorja, ki se zdaj izvaja v motorjih, ki delujejo na bencin. Tu je postopek, ki ga adiabatnim stiskanjem delovnega telesa in izohorne oskrbo s toplotno energijo (izgorevanjem goriva pri konstantni prostornini) izvedli, nato pa so adiabatno širjenje (delo opravljajo delovni medij v procesu povečuje svoj volumen) in izohorne odstranjevanje toplote. Prvi motorji z notranjim zgorevanjem cikla Otto uporabimo kot kurilnega plina vnetljivo. Veliko pozneje je izumil Uplinjačev ki so postali benzovozdushnoy pripravo zmesi zraka s bencinskih hlapov in se dovedejo v cilindru motorja.

V Otto stisnemo zmes cikel gorivo, tako da je količina stiskanja relativno majhnega - mešanice goriv ima nagnjenost k eksplozivnosti (eksplodira kadar kritičnih tlaki in temperature). Zato je delo v adiabatnim proces stiskanja je relativno nizka. Tu bomo predstavili še koncept: kompresijsko razmerje - razmerje med celotnim obsegom na volumen kompresije.

Iskanju načinov za povečanje učinkovitosti porabe goriva energije še naprej. Večja učinkovitost opazili povečanje kompresijskega razmerja. Rudolf Diesel razvil cikel, pri kateri je dovod toplote izvedemo pri konstantnem tlaku (v izobarična procesu). Njen krog je bil podlaga za motorje, ki uporabljajo dizelsko gorivo (znan tudi kot dizelsko gorivo). V ciklu se zmes dizelsko gorivo ni stisnjena, in zrak. Zato, pravijo, da se delo opravlja v adiabatnim procesu. Temperatura in tlak na koncu visoko kompresijo, tako preko injekcije šobe goriva se izvaja. To se zmeša z vročim zrakom, da se tvori gorljivo mešanico. To opekline, to povečuje notranjo energijo delovno tekočino. Nadalje plina z adiabatno širjenje je, izvedemo z delovnim hodom.

Poskus, da bi izvajanje Diesel cikel toplotni stroji ni uspelo, zato Gustav Trinkler ustvaril kombinirani cikel Trinklera. In ga uporabljajo v današnjih dizelskih motorjev. V ciklu toplote, ki jih Trinklera Isochore, in nato na isobars. Šele ko je to storil adiabatno proces širitve delovne tekočine.

Po analogiji z bat toplotnih motorjev in turbin delo na. Vendar je njihova Postopek po odstranitvi toplote na koncu uporabnega adiabatnim ekspanzijo plina izvaja isobars. Na letalih, plin motorjev, in proces turbopropelerskih adiabatnim pojavi dvakrat med kompresijo in ekspanzijo.

Za utemeljitev vse temeljne koncepte so v adiabatnim procesa so bile predlagane poravnave formule. Kaže pomembna vrednost, ki se imenuje adiabatno indeks. Njegova vrednost za dvoatomarnega plina (kisik in dušik - so glavna dvoatomarnih plini, prisotni v zraku) enako 1,4. Za izračun adiabatno indeks, ki se uporablja ima dve zanimivi lastnosti, in sicer, izobarićnih in izohorne toplotno kapaciteto delovne tekočine. Razmerje k = Cp / CV - je adiabatni indeks.

Zakaj uporabljati adiabatno proces v teoretičnih ciklih toplotnih motorjev? Dejansko izvedli politrope proces, ampak zaradi dejstva, da se pojavijo na visoki stopnji, ki je bilo sprejeto, da prevzame odsotnost toplotne izmenjave z okoljem.

90% električne energije generira termoelektrarnah. V njih kot delovna tekočina uporabljajo paro. Izdelana je, ko vre. Da bi povečali delovno zmogljivost pare, je pregreto. Nato je visok tlak pregreta para dovaja parne turbine. Prav tako je potrebno postaviti adiabatno širitev proces paro. Turbine postane vozni, da se prenaša z električnim generatorjem. To, v zameno, proizvaja električno energijo za potrošnike. Parne turbine delujejo na cikel Rankinov. V idealnem primeru je učinkovitost povezana tudi s povečanjem temperature in tlaka pare.

Kot je razvidno iz zgoraj navedenega adiabatni postopek je zelo pogost pri proizvodnji mehanske in električne energije.