Rumus Gas Ideal Monoatomik

Kompresi dan ekspansi adiabatik adalah dua proses yang terkenal dalam termodinamika.

Dalam proses ini, zat diekspansi tanpa perpindahan panas. Carnot, Diesel, Otto adalah contoh dari proses adiabatik.

Proses utama kerja yang dilakukan adalah adiabatik dalam termodinamika. satu adalah proses adiabatik reversibel, dan yang lain adalah ekspansi adiabatik ireversibel.

Proses adiabatik ireversibel terjadi pada pemuaian bebas gas.

Apa itu ekspansi adiabatik?

Proses adiabatik dalam termodinamika digunakan dalam berbagai siklus

Ini adalah ekspansi zat dalam sistem tanpa perpindahan panas atau massa dengan sekitarnya.

Konsep ini dipahami dengan baik dalam studi tentang mesin panas. Itu Ekspansi adiabatik adalah proses ideal tanpa perpindahan panas.

Dalam prakteknya, pemuaian zat disebabkan dalam suatu sistem yang sangat cepat. Proses ini berlangsung cepat, sehingga pertukaran panas dari sistem ke lingkungan minimal. Aliran panas melalui batas secara signifikan lebih sedikit. Proses ini dianggap ekspansi adiabatik.

Rumus ekspansi adiabatik

Ada banyak kemungkinan kondisi untuk rumus ekspansi adiabatik.

Beberapa asumsi dibuat untuk mendorong persamaan untuk proses ekspansi adiabatik.

Dinding sistem adalah isolasi

Dinding sistem (silinder) tidak memiliki gesekan

Jika piston bergerak ke atas sejauh dx karena aksi tekanan P

Usaha yang dilakukan dalam sistem dapat diberikan sebagai,

dW = PA dx

Di sini, A adalah luas penampang di atas bagian atas piston,

kita dapat menulis A dx = dV = Perubahan book

dW = P dV

Pemuaian zat bersifat adiabatik; keadaan zat berubah dari P1, V1, T1 menjadi P2, V2, T2.

Kondisi proses adiabatik, PV^ϒ
= Konstanta = K

Kerja total pada sistem dapat diberikan sebagai,

Gunakan P = K * 5^-ϒ

Proses ekspansi adiabatik

Proses ini dimungkinkan di mesin, pendingin & Ac

Ekspansi gas sangat cepat, sehingga pertukaran panas dapat diabaikan antara sistem dan lingkungan.

Ada dua proses kompresi adiabatik dan ekspansi adiabatik. Kedua proses dilakukan dengan perpindahan panas minimum pada batas dalam praktik sebenarnya.

Dasar proses pemuaian adiabatik bebas agak berbeda dengan pemuaian adiabatik.

Misalkan kita mengisi gas di satu kotak dan bergabung dengan kotak kosong lain dengannya. Kedua kotak memiliki dinding yang sama. Misalkan kita melubangi tembok bersama, gas dari satu kotak mulai memuai di kotak kedua. Proses pemuaian ini disebut pemuaian bebas.

Proses pemuaian ini disebabkan karena volume, sehingga tekanan menjadi nol. Tidak ada pekerjaan yang dilakukan karena tidak adanya tekanan. Jika kotak atau sistem ini adalah terisolasi secara termal, proses ini dikenal sebagai ekspansi adiabatik bebas.

The perpindahan panas Q = 0, Usaha yang dilakukan Westward = 0

Rasio ekspansi adiabatik

Ada dua panas spesifik dalam proses termodinamika.

Rasio panas spesifik pada tekanan konstan terhadap panas spesifik pada volume konstan dikenal sebagai indeks adiabatik atau rasio panas spesifik.

Jika Cp = Nilai kalor jenis pada tekanan konstan

Cv = Nilai kalor jenis pada book konstan

= Rasio dua panas spesifik atau indeks adiabatik

= Cp / Cv

Indeks adiabatik adalah 1.7 untuk gas ideal monoatomik seperti argon, helium.

Perubahan suhu ekspansi adiabatik

Temperatur sistem akan terpengaruh jika sistem melakukan pertukaran kalor.

Tidak ada pertukaran panas dalam proses ini tetapi pekerjaan yang dilakukan dalam ekspansi disebabkan oleh penurunan suhu.

Energi dalam pada proses ekspansi adiabatik lebih rendah dari pada proses isotermal. Tidak ada pertukaran panas dengan pekerjaan kecil yang dilakukan.

Jika proses ekspansi bebas, suhu tetap konstan. Entropi sistem berhubungan langsung dengan volume jika suhunya konstan. Ini proses ireversibel karena kenaikan entropi.

Pekerjaan ekspansi adiabatik

Usaha yang dilakukan dalam proses tersebut merupakan fungsi perpindahan panas dan energi dalam.

Dalam proses adiabatik, perpindahan panas adalah nol. Usaha yang dilakukan = Perubahan energi dalam.

The kerja ekspansi dari proses adiabatik diberikan di bawah ini,

Ekspansi gas adiabatik

Ekspansi bebas adiabatik dari zat seperti gas adalah konsep yang mudah dipahami.

Gas diekspansi dalam ruang hampa tanpa tekanan eksternal. Usaha adalah nol dalam proses ini karena tekanan luar adalah nol. W = P * dV

Jika gas yang diisi dari wadah dibiarkan mengembang dengan bebas di ruang, tidak ada tekanan eksternal yang bekerja pada gas.

Usaha yang dilakukan = Tekanan * Perubahan volume

tekanan = 0, jadi usaha yang dilakukan pada atau dari sistem adalah nol.

Dalam proses adiabatik, perpindahan panas tidak mungkin,

Menurut I^st
hukum termodinamika,

Q – Due west = U

Dimana Q = Nol dan W = Nol

Jadi perubahan energi dalam = Nol.

Ekspansi adiabatik dari gas platonic

Perilaku proses berubah jika gas ideal.

Pemuaian zat ideal seperti gas platonic adalah proses suhu konstan (proses isotermal)

Kami umumnya menganggap proses isentropik dan adiabatik sama, tetapi tidak sama dalam semua kasus. Mari kita pertimbangkan contoh perluasan platonic gas.

Kami mempertimbangkan beberapa asumsi untuk proses ini,

• Silinder dan piston tidak memiliki gesekan
• Ada vakum di luar piston dan silinder
• Piston dan silinder adalah terisolasi secara termal
• Tidak ada perpindahan kalor antara sistem dan lingkungan (proses adiabatik)

Jika gas yang diisi dibiarkan mengembang dengan mendorong piston, Gas memuai karena book tanpa tekanan eksternal. Proses ini adalah contoh peningkatan entropi dan proses ireversibel.

Ekspansi ireversibel adiabatik

Dalam proses ireversibel, tahap awal tidak dipulihkan setelah menyelesaikan proses.

Entropi sistem bervariasi karena gesekan. Proses ini tidak lambat seperti kuasi-statis.

Tekanan eksternal untuk gas platonic adalah konstan dalam proses ekspansi adiabatik.

The ekspansi ireversibel adiabatik prosesnya isotermal.

Contoh ekspansi adiabatik

Banyak proses mereka dalam rekayasa dianggap ekspansi adiabatik.

• Pelepasan udara dari ban atau wadah
• Ekspansi gas dalam gas
  turbin secara adiabatik
• Ekspansi dalam uap nozel & turbin
• ekspansi di dalam susunan piston-silinder dengan asumsi
• Ekspansi adiabatik bebas dari gas yang terkandung dalam wadah
• Proses pemuaian pada mesin kalor dengan asumsi
• Pemanasan adiabatik
  
  dan sistem pendingin
• Perangkat ekspansi