Политропный процесс - Polytropic process
Термодинамика |
---|
Политропы процесса является термодинамический процесс , который подчиняется соотношению:
где p - давление , V - объем , n - показатель политропы , а C - постоянная величина. Уравнение политропного процесса может описывать множественные процессы расширения и сжатия, которые включают теплопередачу.
Частные случаи
Некоторые конкретные значения n соответствуют конкретным случаям:
- для изобарического процесса ,
- для изохорного процесса .
Кроме того, когда применяется закон идеального газа :
- для изотермического процесса ,
- для изоэнтропического процесса .
Где - отношение теплоемкости при постоянном давлении ( ) к теплоемкости при постоянном объеме ( ).
Эквивалентность коэффициента политропы и отношения передачи энергии
Для идеального газа в замкнутой системе, претерпевающего медленный процесс с незначительными изменениями кинетической и потенциальной энергии, процесс является политропным, так что
где С является константой, , , и с коэффициентом политропы .
Отношение к идеальным процессам
Для определенных значений индекса политропы этот процесс будет синонимом других общих процессов. Некоторые примеры эффектов изменения значений индекса приведены в следующей таблице.
Политропный индекс |
Связь | Последствия |
---|---|---|
п <0 | - | Отрицательные показатели отражают процесс, в котором работа и тепловой поток одновременно входят в систему или выходят из нее. В отсутствие сил, кроме давления, такой самопроизвольный процесс не допускается вторым законом термодинамики ; тем не менее, отрицательные показатели могут иметь значение в некоторых особых случаях, в которых не доминируют тепловые взаимодействия, например, в процессах определенных плазм в астрофизике , или если во время процесса задействованы другие формы энергии (например, химическая энергия) (например, взрыв ). |
п = 0 | Эквивалент изобарическому процессу (постоянное давление ) | |
п = 1 | С тех пор эквивалентно изотермическому процессу (постоянная температура ) в предположении закона идеального газа . | |
1 < п < γ | - | В предположении закона идеального газа тепловые и рабочие потоки идут в противоположных направлениях ( K > 0), например, при компрессионном охлаждении пара во время сжатия, когда повышенная температура пара в результате работы, выполняемой компрессором над паром, приводит к некоторой потеря тепла из пара в более прохладную окружающую среду. |
п = γ | - | Эквивалентен изэнтропическому процессу (адиабатическому и обратимому, без теплопередачи) в предположении закона идеального газа . |
γ < n <∞ | - | В предположении закона идеального газа тепловые и рабочие потоки идут в одном направлении ( K <0), например, в двигателе внутреннего сгорания во время рабочего такта, где тепло теряется от горячих продуктов сгорания через стенки цилиндра, в более прохладную среду, в то время как эти горячие продукты сгорания давят на поршень. |
п = + ∞ | Эквивалент изохорного процесса (постоянный объем ) |
Когда индекс n находится между любыми двумя из первых значений (0, 1, γ или ∞), это означает, что кривая политропы будет пересекать ( ограничиваться ) кривыми двух ограничивающих индексов.
Для идеального газа 1 < γ <5/3, поскольку по соотношению Майера
Другой
Решение уравнения Лейна – Эмдена с использованием политропной жидкости известно как политропа .
Смотрите также
- Адиабатический процесс
- Компрессор
- Двигатель внутреннего сгорания
- Изэнтропический процесс
- Изобарический процесс
- Изохорический процесс
- Изотермический процесс
- Политроп
- Квазистатическое равновесие
- Термодинамика
- Парокомпрессионное охлаждение