Adiabaatiline protsess

On hästi teada, et kõige lihtsam ja seega ilmselt kõige tavalisem nähtus looduses, mis väljendub energiavahetuses, on keha kuumenemine nende hõõrdumise ajal. Need protsessid ümbritsevad meid peaaegu kõikjal. Soojusvahetus esineb mehaaniliste, keemiliste, elektriliste, bioloogiliste ja muude dünaamiliste muutuste ajal. Soojusvahetus mängib orgaanilise elu olemasolul tohutut rolli. Loomulikult järgneb nende manifestatsioonide mitmekesisus järeldusele, et need nähtused võivad olla nii kasulikud kui ka kahjulikud sõltuvalt sellest, milline ülesanne uurija või leiutaja otsustab. See tähendab, et mõnedel juhtudel on nõutav soojusülekande eemaldamine, et luua mõne seadme, seadme või seadme tööks vajalikud tingimused.

Lahendab need probleemid adiabaatilise protsessi, mis on omamoodi termodünaamiline protsess, kus selle süsteemi soojusenergia ei vahetata väliskeskkonnaga. Selle nähtuse nimi kreeka keele tõlkes räägib selle olemusest - adiabaatiline või, nagu seda nimetatakse, adiabaatiline tähendab "läbitungimatu".

Isegi iidsed teadlased olid neid nähtusi huvitatud, kuid nende looduse tõeline teaduslik uurimus pärineb 17. sajandist, mil sõnastati eksperimentaalsel tööl põhinevad esimesed teoreetilised avaldused. Esimese adiabaatilise protsessi uurinud teadlaste seas tuleks nimetada Guericke, Robert Boyle, Edmi Mariott. Viimati kaks sai selle valdkonna esimesed teoreetikud, sõnastades tuntud Boyle-Mariotte seaduse. Esimesed eksperimentaalsed tööd selles valdkonnas viidi läbi gaaside kaudu, seega on märkimisväärne osa adiabaatilise protsessi iseloomustavatest seaduspärasustest konkreetselt viidatud sellele füüsikalisele kandjale. Hiljem uurimisvaldkond laienes oluliselt ja siiani uuriti adiabaatilisi nähtusi mitmesugustes keskkondades, sealhulgas nanotehnoloogia tasandil.

Meie arvatav adiabaatiline protsess on oma iseloomu ja selle avaldumise mehhanismi. Kui tavapäraseid termodünaamilisi nähtusi iseloomustab soojusvahetus, mis saadakse erinevate ümbritseva ruumiga dünaamiliste vastasmõjude tagajärjel, siis sellist vahetust ei toimu.

On võimalik matemaatiliselt peegeldada adiabaatilist protsessi - valemit, mis antud juhul erineb sõltuvalt protsessi enda mitmekesisusest.

Üldine valem, mis seda nähtust peegeldab, on: A = -VU, kus A on antud füüsilise süsteemi teostatud töö, on sõidukiüksus oma sisemise energia muutuse suurusjärgus .

Ajabaatilised protsessid on erinevad.

- adiabaatiline-isokooriline teostatakse ühe toimega, mille tulemusena jääb segu (V) ainult soojusindeksitele konstantseks. Töö (A), nagu valemist näha, on antud juhul null;

- adiabaatilis-isobaarseid iseloomustab testitava gaasisegu kokkupressimine, see tähendab, et selle maht väheneb ja tööväärtus muutub negatiivseks;

- adiabaatiliselt-isotermiline on eelmisega võrreldes inverseid omadusi ja seda iseloomustab mahu suurenemine (s.o keha laienemine), samas kui töö väärtus muutub positiivseks.

Võib anda näiteid adiabaatilistest protsessidest, mis on realiseeritud igasuguste loodusnähtuste, samuti mehhanismi ja inimese poolt loodud seadmetega. Seega on nende olemasolu täheldatud heli paljundamisel gaasis. Ja Maa atmosfäär on adiabaatiline makroprotsess, mille käigus tehakse teatavat tööd selle moodustavate gaaside jaoks, suurendades nende potentsiaalset energiat. Seda teooriat laiendatakse nüüd ka teistele astronoomilistele objektidele.

Kõnealused protsessid on kõikides eranditult kasutatavad termotöömasinate ja -mehhanismide jaoks: vedurid, vedurid, sisepõlemismootorid jt, kus on vaja välistada soojusenergia ülekandmine.