Адиабатен процес
Адиабатен процес протича без топлообмен с околната среда (Q = 0). Тогава работата става само за сметка на вътрешната енергия: при адиабатно разширяване газът се охлажда, а при адиабатно свиване се нагрява. Процесите са близки до адиабатни, когато са много бързи или съдът е топлоизолиран. Така се обясняват охлаждането на издигащия се въздух и образуването на облаци, нагряването в дизеловия двигател и топлият вятър фьон.
Какво да запомним
- Q = 0, затова ΔU = −A.
- Адиабатно разширяване: температурата пада; свиване: расте.
- Близки до адиабатни: бързите процеси и процесите в топлоизолиран съд.
- При свиване до същия обем налягането расте повече, отколкото при изотермен процес.
Пример
Газ се разширява адиабатно и извършва 300 J работа: вътрешната му енергия намалява с 300 J.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Коя величина е нула при адиабатен процес?
- Количеството топлина, обменено с околната среда
- Работата на газа
- Изменението на вътрешната енергия
- Налягането на газа
Отговор: Количеството топлина, обменено с околната среда
При адиабатен процес Q = 0 и вътрешната енергия се мени само чрез работа.
Какво става с температурата на газ при адиабатно свиване?
- Понижава се
- Не се изменя
- Повишава се
- Става 0 K
Отговор: Повишава се
Работата на външните сили увеличава вътрешната енергия на газа, а топлина не се отдава.
Газ се разширява адиабатно и извършва работа 300 J. Как се изменя вътрешната му енергия?
- Увеличава се с 300 J
- Не се изменя
- Намалява с 600 J
- Намалява с 300 J
Отговор: Намалява с 300 J
Q = 0, ΔU = Q − A = −300 J.
Защо въздухът, който се издига в атмосферата, се охлажда?
- Разширява се почти адиабатно, защото налягането горе е по-ниско
- Отдалечава се от Слънцето
- Сблъсква се с облаците
- Губи част от молекулите си
Отговор: Разширява се почти адиабатно, защото налягането горе е по-ниско
Разширявайки се, въздухът извършва работа за сметка на вътрешната си енергия.
Газ в цилиндър с топлоизолирани стени се свива бързо. Какъв е процесът?
- Изотермен
- Адиабатен
- Изохорен
- Изобарен
Отговор: Адиабатен
Топлоизолацията и бързината не позволяват топлообмен, затова Q = 0.
Как се нарича процес, при който газът не обменя топлина с околната среда?
- Изотермен
- Адиабатен
- Изохорен
- Изобарен
Отговор: Адиабатен
При адиабатния процес Q = 0.
Защо вентилът на гума се охлажда, когато от нея бързо излиза въздух?
- Въздухът се свива и се нагрява
- Гумата отдава топлина на вентила
- Вентилът е метален и винаги е студен
- Въздухът се разширява почти адиабатно и се охлажда
Отговор: Въздухът се разширява почти адиабатно и се охлажда
Бързото разширение е почти без топлообмен, газът извършва работа за сметка на вътрешната си енергия и се охлажда.
Кой процес е най-близък до адиабатен?
- Бързото свиване на горивната смес в цилиндъра на двигател
- Бавното нагряване на газ в отворен съд
- Бавното разширение на газ в съд, потопен във вода
- Нагряване на газ в затворен съд на котлон
Отговор: Бързото свиване на горивната смес в цилиндъра на двигател
Процесът е адиабатен, когато е толкова бърз, че топлообменът не успява да се осъществи.
Една и съща маса газ се свива до един и същ обем веднъж адиабатно и веднъж изотермно. При кой процес крайното налягане е по-голямо?
- При изотермния
- Еднакво е
- При адиабатния
- Зависи само от масата на газа
Отговор: При адиабатния
При адиабатно свиване газът се и нагрява, затова налягането расте повече, отколкото при постоянна температура.
Защо фьонът, вятърът, който се спуска по подветрените склонове на планините, е топъл и сух?
- Нагрява се от вулкани в планината
- Охлажда се при спускане
- Затопля се от снега по върховете
- Спускащият се въздух се свива почти адиабатно и се нагрява
Отговор: Спускащият се въздух се свива почти адиабатно и се нагрява
При спускане налягането расте, въздухът се свива почти без топлообмен и температурата му се повишава.
Какво става с температурата на газ при адиабатно разширяване?
- Не се изменя
- Понижава се
- Става 0 K
- Удвоява се
Отговор: Понижава се
Газът извършва работа за сметка на вътрешната си енергия и се охлажда.
Кое условие помага един процес да е почти адиабатен?
- Бавно протичане
- Тънки метални стени
- Добра топлоизолация
- Отворен съд
Отговор: Добра топлоизолация
Без топлообмен с околната среда процесът е адиабатен; помага и бързото протичане.
Газ се свива адиабатно и външните сили извършват 200 J работа. Как се изменя вътрешната му енергия?
- Расте с 200 J
- Намалява с 200 J
- Не се изменя
- Расте с 400 J
Отговор: Расте с 200 J
Q = 0, цялата работа на външните сили отива за увеличаване на вътрешната енергия.
Защо при бързо помпане на гума помпата се затопля?
- От триенето с ръката
- От слънцето
- От гумата
- Въздухът се свива почти адиабатно
Отговор: Въздухът се свива почти адиабатно
При бързо свиване топлината не успява да се отдаде и температурата на въздуха расте.
В кой двигател горивото се самозапалва от адиабатно свиване на въздуха?
- Бензиновия
- Дизеловия
- Електрическия
- Парната машина
Отговор: Дизеловия
В дизеловия двигател въздухът се свива бързо и силно, нагрява се и горивото се самовъзпламенява.